在学术方面，侯正信教授先后撰写学术论文100余篇，被SCI、EI检索70余篇，分别发表在《Pattern Recognition Letters》、《JCSC》、《电子学报》、《电子与信息学报》、《光电子.激光》、《天津大学学报》、《信号处理》、《电视技术》等国内外重要刊物和国际会议上，并成为该学科领域国内权威杂志的编委和主要审稿人。多年来主要从事现代数字信号处理、图像及视频处理与传输等领域的理论和学术方面的研究，特别在有关新型数字滤波理论、数字电视系统、图像和视频信号处理等方面有创新性研究，撰写了《电视原理》、《电视新技术》、《 数字信号处理基础》、《视频处理与通信》等理论与技术书籍。

近年来，承担了多项国家自然科学基金项目、天津市自然科学基金项目、教育部“211”和“985”工程项目、高等学校博士点基金项目和企业合作项目，取得了一系列重要的科研成果，包括：①彩色电视屏幕墙系统（1990年通过科技成果鉴定，被认为国内先进、接近国际先进水平，获国家机电部科技进步三等奖）；②多功能彩色电视屏壁（1990年通过科技成果鉴定，获天津市工业科技协作优秀项目二等奖）；③TD951型有线电视可寻址加解扰系统（1996年通过科技成果鉴定，被认为达到国内同类产品领先水平）；④天津汽车工业销售有限公司IC卡管理系统（1999年通过科技成果鉴定，被认为国内首创，获天津市科技进步一等奖）；⑤视频多画面处理器（1999年通过科技成果鉴定）；⑥基于列率滤波的图像数据压缩技术（国家自然科学基金项目，2004年结题）；⑦二维提升小波变换和可变块运动补偿视频压缩编码技术（国家自然科学基金项目，2006年结题）；⑧数字视音频流媒体技术研究平台（教育部211、985工程项目，2005年结题）。

目前正在主持教育部博士点基金项目 “双正交变换理论研究及其编码应用”和天津市自然科学基金项目“基于全相位延拓DCT和方向子带的数据内插方法研究”。

参加编写的高校规划教材《电视原理》获电子工业部第三届全国工科电子类专业优秀教材一等奖和 国防工业出版社2005年度优秀图书一等奖。作为第1完成人研制的“彩色电视屏幕墙系统”和“多功能彩色电视屏壁”，获国家机电部科技进步三等奖和天津市工业科技协作优秀项目二等奖。参加撰写的“全相位数字滤波”被评为第十一届全国信号处理学术会议优秀论文，获得“电视组合画面一行缓存帧存贮器”等4项国家专利，申请（已公开）“全相位离散余弦变换内插核函数及用于图像分辨率的改变”、“全相位沃尔什双正交变换及其对JPEG的改进方法”等9项国家专利。

（1）彩色电视屏幕墙系统，这是国内第1批自主开发的电视墙系统，鉴定为国内先进、接近国际先进水平，向天津通信广播公司和长城电子公司进行了技术转让，获国家机电部科技进步三等奖。

（2）多功能彩色电视屏壁，向青岛电视机厂和新乡国营760厂进行了技术转让，获天津市工业科技协作优秀项目二等奖。

（3）提出了具有原始创新的“全相位数字处理”的新型数字信号处理理论，解决了传统有限长信号处理中的吉布斯效应，开发了其在子带滤波、方向滤波、图像编码、图像内插和滤波器组等领域的应用，并在国家自然科学基金资助的图像压缩编码项目中取得了理想的成果。

（4）提出了具有原始创新的“扩散放大滤波”理论。而扩散放大滤波可理解为像素的有序混合，它与人的视觉特性相匹配，无需数学运算即可达到理想的图像放大效果，在彩色电视屏幕墙项目中获得了理想的应用。

（5）提出了具有创新性的二维各向同性小波包、二维提升小波、改进的有限Ridgelet变换、对称延拓Mallat算法、双正交变换等小波分析理论的研究成果。