一种用于大气湍流图像畸变校正的改进B样条非刚性配准方法，涉及大气光学领域，主要解决传统配准方法在大气湍流图像畸变严重时校正性能不稳定的问题。步骤为：输入经大气湍流退化后的图像序列，取图像序列的平均帧作为参考图像，图像中的每一帧作为浮动图像；生成均匀网格控制点矩阵；采用B样条非刚性变换生成图像变形场；根据变形场对浮动图像作变换，与参考图像之间进行归一化平方差，作为图像配准相似度的目标函数；利用融合粒子群算法的可调控指数级阻尼因子LM算法，求得目标函数最小时的最优控制点矩阵；根据最优控制点矩阵，求得配准后的浮动图像。本发明在处理多帧畸变湍流图像时，稳定性较好，能够获得较好的图像校正质量。