搭载于我国第二代极轨气象卫星风云三号A星(FY-3A)上的中分辨率光谱成像仪(MERSI),肩负着获取全球图像和辐射资料的作用。然而,太空环境影响等因素,导致短波红外通道发生在轨增益突跳现象,大大限制了数据的定量应用。通过对冷空、星上定标器和黑体等MERSI星上观测目标的分析,选择冷空作为增益突跳识别的指征目标。提出自动识别、增益归档和档位归一化方法,采用日识别和天内精检测的方法获取增益突跳时空信息,采用分类统计突跳数据的方法获取突跳的在轨增益档位,并利用星上定标源目标和对地观测图像进行归一化效果验证,实现了对1.64 μm和2.13 μm两通道整个生命期91次和18次突跳事件的精确定位,获得了8个在轨增益档位和全部突跳事件的档位信息,并得到了理想的归一化效果验证。研究结果同样显示,增益突跳事件大多发生在对地目标扫描过程,而且每个探元增益突跳的时间不尽相同。由于地球目标的复杂性,基于物理方法很难实现对突跳帧图像的归一。该研究成果不仅有助于FY-3A MERSI图像质量的提升,而且对历史数据再处理也有重要支撑作用。

随着图像融合技术的快速发展，科学的图像融合质量客观评价对选择合理的融合算法以及研究新的融合算法具有重要的指导意义，成为图像质量评价研究的热点。理想的图像质量客观评价方法可以给出与人主观感受相一致的量化指标。对目前已提出的多种图像融合质量客观评价算法进行综述。简要介绍了基本的客观评价指标；将基于边缘保持度、基于结构相似度、基于信息论以及基于对比度的4类客观评价算法分别进行了介绍，着重分析和比较了各类算法的思路及特点；总结融合图像质量客观评价算法的研究趋势，指出无参考图像与彩色融合图像的质量评价方法是未来重要的发展方向。

基于近红外或短波红外脉冲激光照明的距离选通成像(RGI)技术能够有效降低后向散射的影响，提高夜间以及恶劣环境下光电成像系统的作用距离。针对近红外RGI系统的设计与分析需要，研究提出RGI系统的作用距离模型和预测方法，即在按照传统连续(被动)成像模式计算或测试RGI系统最小可分辨对比度（MRC）性能的基础上，采用曝光时间积分等效的原理，折算周期性脉冲激光的成像效果，进而采用等效条带图案方式预测RGI系统对不同目标的作用距离。该方法预测结果与实际系统实验结果具有较好的一致性，表明该方法的有效性。该方法可用于各种近红外RGI系统的设计与性能分析，也可适用于短波红外RGI系统的作用距离预测。

可见光/近红外光电成像系统的作用距离预测是实际系统总体设计的重要环节。为了使系统的预测及性能评价更准确, 研究了光电成像系统对扩展源目标的作用距离预测方法, 给出了最小可分辨对比度(MRC)的定义及其测量方法, 提出了基于MRC的作用距离模型; 通过结合实际系统分析, 讨论了模型的计算过程及其特点。由于综合考虑了目标与背景特性、环境路径和大气特性、光电成像系统特性以及人眼视觉特性等因素, 提出的作用距离预测方法较传统基于瞬时视场(IFOV)的极限分辨角方法更为合理科学, 可有效地进行陆上、海上以及航空航天遥感等可见光/近红外光电成像系统的性能评价。

光电成像系统存在一个最佳角放大率,使人眼与成像系统达到最佳匹配状态,系统获得最佳性能。基于MRC物理意义,提出MRC信道宽度CCD成像系统综合性能评价方法,通过实际CCD成像系统的观察实验确定了评价模型的表达式,分析了各种系统参数变化对该方法的影响。结果表明,利用MRC信道宽度评价方法描述的最佳角放大率变化与实际情况一致。在最佳角放大率情况下,系统与人眼视觉得到最佳匹配。

热成像系统与人眼之间存在最佳匹配问题,存在一个最佳的角放大率使人眼与成像系统达到最佳的匹配状态,使系统性能达到最佳.本文提出一种基于信噪比模型的热成像系统性能评价方法,导出了一个基于MRTD信道宽度的热成像系统评价参量.通过对实际热成像系统的观察实验和分析比较,表明使用这个评价参量,可以获得热成像系统的最佳角放大率或最佳观察距离,使系统与人眼视觉得到最佳的匹配状态.结果对于进一步发展光电成像系统的性能评价理论具有理论意义,而且可望对实际系统的设计提供理论指导.

在数字式像增强器性能综合检测系统的基础上,研究了像增强器视场缺陷的检测方法.通过数字视频摄像机采集缺陷图像,利用数字图像处理方法确定缺陷性质,缺陷处理算法基于图像灰度特征而不是边缘特征提取.该方法适用于对检测对象有具体量化和定位要求,而不是简单的只有数量和形状特征要求的场合.实验表明,该检测方法能够较准确地检测像增强器的缺陷.