超高分辨率影像对国家安全、国民经济、科学研究和人民生活等有重大的需求。传统规则采样获取超高分辨率影像方法因受到影像传感器密度有限增加的限制而受阻。本课题提出了混叠观测特征解耦的非规则采样获取超高空间和时间分辨率影像方法。将影像获取问题归结为混叠压缩观测和特征优化求解问题。主要研究内容：混叠观测与解耦成像的数学模型；混叠观测影像的数学模型和物理方法；基于多空间变换的图像多特征优化解耦。创新点：突破传统规则采样，提出了混叠观测与特征解耦的非规则成像方法，实现用低密度低速率影像传感器获取时空超高分辨率影像；提出了运动随机曝光的非规则影像观测方法；提出了基于影像内外相似性的信号分析工具和基于任意方向滤波器组的多空间联合稀疏表示方法及优化重建方法。本课题预期在理论上有突破，技术上有创新，将为超高时空分辨率影像的获取和新一代超高分辨率遥感成像仪的研制奠定理论和技术基础，并将丰富和发展信号处理理论。