根据反射镜拼接型CCD相机拍摄影像时发生渐晕的灰度分布特点,提出了一种基于最速下降法的曲面拟合方法,以消除渐晕现象。对反射镜渐晕的物理模型进行分析,通过仿真提出了一种二维曲面模型来拟合图像灰度补偿算法,推导Hesse矩阵的相关系数,通过Hesse矩阵逐次迭代收敛,最终获得二维曲面的相关参数值。仿真结果表明,上述方法能够有效估计出不规则二维曲面的相关参数。通过对实际影像的处理结果表明,本文方法能够有效去除影像的渐晕现象,改善图像质量,在测试平台上对有效像素为782×582的单面阵CCD实验影片进行处理,程序运行时间为24ms,可见,本文算法完全满足实际工程需要。由于该方法不需要相关的光学和几何参数,因此具有广泛的适用性。