理论上完成了红外图像传感器信息获取电路的噪声建模, 并且分别从仿真和测试两个方面对电路的噪声进行分析.三种分析方法的结果基本相同, 均为0.11mV左右.从原理和实验两个方面证明了基于仪放的模拟信号调理电路可以满足噪声低至0.2mV的红外探测器航天应用需求.在完成噪声量大小分析的同时进行了噪声频谱特性分析, 证明了信息获取电路噪声主要成分是1/f噪声和白噪声, 二者均满足高斯分布.

探测器拼接几何参数获取是验证以及评价拼接成功的关键因素之一，但几何参数获取技术的系统性方法一直没有形成。对于探测器微缝拼接过程中的两个探测器之间的旋转，与狭缝垂直方向的平移，狭缝宽度等重要几何量，基于成像的测试方法可以给出非常准确的结果。另外，利用影像测量仪可以对探测器拼接狭缝的平均宽度进行实际测量，两者结果类似。证明基于成像的测试方法能够一次性完成多种几何特征量的测试，并且能够保证较高精度，这正好满足航天应用快捷、高精度的需要，可以为探测器微缝拼接提供强有力的技术支撑。

多次曝光图像融合的目的是结合不同曝光的各个图像的互补信息，组成一个新的图像以获得场景更为全面、准确、可靠的图像描述。目前常用的融合方法有辐照度重建法，金字塔变换法，小波变换法，HIS假彩色法等。这些方法有效地增强了可探测的目标亮度范围，但大都将大动态范围的场景信息映射到8 bit中，虽然增加了目标场景欠曝和过曝区域的亮度信息，但是牺牲了中间亮度的对比度。提出了一种多次曝光融合的方法，采用指数积分时间对固定场景进行4次采样，将获取的低动态范围图像序列乘以一个积分时间因子直接进行图像非饱和区域的匹配。然后，以图像各点的对比度为权重因子，对各幅图像高低端进行加权融合，最终获得一幅细节丰富，层次鲜明的11 bit图像。

提出采用普通的成像系统，进行6次不同积分时间曝光获取图像，通过对成像过程进行分析，建立“灰度值-辐射亮度”模型，得到每幅图像各像素点的灰度值随积分时间变化的关系，重建出大动态范围场景各点辐射照度比例关系，最终根据场景辐射亮度将6幅8 bit图像融合成一幅10 bit图像。该方法最终合成的图像包含了场景所有细节信息，增强了图像灵敏度，并对高亮目标背景下的暗目标探测有明显效果。

为了实现对目标进行高信噪比、高时间分辨率的探测，近年来数字时间延迟积分技术（ TDI）逐步应用于面阵探测系统。结合自行研制的 CMOS探测器，搭建测试平台，对面阵探测系统的扫描成像方式进行深入研究。重点针对数字时间延迟积分技术（ TDI）对面阵探测系统信噪比提高的分析，结合试验研究系统信噪比提高倍数与数字 TDI级数 M的关系，并对探测系统时间分辨率与数字 TDI级数 M的关系进行讨论。引入数字 TDI及多帧叠加两种图像信息获取方式的对比，分别对特定目标获取图像的噪声特性及非均匀性对比分析。

针对目前CMOS探测器的噪声研究绝大部分采取频率域的分析方法, 所得的结果对于实际的探测器应用指导性不强。从时间域出发, 构建了全新的探测器噪声模型, 分析了在探测器的不同工作时期内噪声量大小同时间的关系。给出了探测器工作时序的优化准则, 积分时间越长, 系统的信噪比增加, 输出信号电压值增大, 等效输入端信噪比不变, 系统的动态范围减小; 复位时间越短, 输出噪声量越小, 但是图像的滞后效应也就越严重, 在对弱小目标进行成像时应该尽可能地减少复位时间, 增大积分时间, 对于亮目标成像, 应该增大复位时间, 减少积分时间。

320×320中波凝视红外焦平面碲镉汞探测器是红外相机的关键部件。红外焦平面性能参数的测试评价是红外探测器发展中的关键技术之一。针对这一情况进行探测器特性评价，定量化获取其性能参数的精确值显得尤为重要，如探测器的暗电流、响应线性度和非均匀性等。详细叙述了各个性能参数测试的方法，通过处理标准实验条件下得到的实验数据算出探测器各个参数的精确值。