随着人们对世界探索的越来越深入,微光图像检测技术被应用在军事、天文、深海探测、医学和安防等领域。依托传感器加工工艺的进步和数字图像处理技术的发展,图像检测技术已经经历了长足的发展,但图像传感器在最低可探测照度时仍具有低信噪比、低对比度、低空间分辨率的问题。因此针对这种问题,本文提出了利用叠加成形信号和帧积分技术相结合的方法来提高图像传感器的灵敏度和信噪比,从而使其在不用大规模改变内部构造和使用材料的基础上也能实现检测灵敏度的提高。这不仅仅大大降低了应用成本和使用复杂度,同时也为图像传感器使用过程中检测灵敏度与信噪比的提高提供了一条有效途径。本文对微光环境下实现图像的检测方法进行了研究,完成如下工作:研究了低照度下提高图像传感器的方法及其所涉及到的相关技术,包括图像传感器的参数和噪声特性分析、帧积分技术和成形信号技术,同时对成形信号技术在本方法中的可行性进行了分析。接着对提出的几种施加和去除成形光信号的方法进行了详细阐述。设计了微光图像系统来验证本文提出的提高图像传感器灵敏度的方法。系统的整体结构主要分为三大部分:一个是利用FPGA设计直接数字频率合成技术(Direct Digital Frequency Synthesis,DDS)产生成形光信号,主要包括:FPGA开发板和D/A转换器;第二部分是视频图像的采集模块,这其中主要使用NI的图像采集卡和CCD摄像头;第三部分就是进行图像数据处理的上位机。利用搭建的微光检测系统验证了利用最小二乘法和离散傅里叶变换法这两种方法。最后利用一些主观和客观的图像评价标准对结果进行分析。