实时生成飞行器在飞行过程中的红外图像对于研究飞行器的红外特性具有重要意义。飞行器在飞行过程中，由于其飞行速度、高度、姿态等参数变化性较大，且机体本身容易受到环境、背景等辐射的影响，因此较难准确地仿真机体的温度场分布。由于飞行器机体温度场分布与飞机的运动状态密切相关，因此文中首先建立了决定其姿态和速度的控制模型，并对飞行器面源热平衡方程进行建模研究。然后，应用 CFD（Computational Fluid Dynamics）对飞行器的绝热壁温度场进行求解，并给出了机体绝热壁温度的高度简化算法。最后仿真了不同飞行器在不同波段、不同高度、不同速度下的红外图像。

由于受到光电测量设备硬件及环境的影响, 采集到的红外图像普遍存在对比度低、噪声大等缺陷。为此, 提出了一种基于非均匀有序直方图和锐化的红外图像增强算法。考虑到高动态范围红外图像的特性, 该方法分为两部分:首先, 通过引入在有序直方图域中以恒定斜率增加的非均匀分布来增强图像对比度,并将非均匀分布直方图与输入图像的排序直方图合并于有序直方图域的优化问题, 以计算修正后的直方图。其次, 为了更有效处理红外图像的模糊效应, 提出一种用于高频补偿滤波的相对边缘强度指标, 以有效地抑制相对均匀区域中的噪声。实验测试结果表明, 与传统算法和其他类似算法相比, 使用所提出的方法增强后的图像细节丰富, 具有更好的视觉效果和更高的实际应用价值。

针对精确制导中目标的自动识别、稳定跟踪与抗干扰需求, 提出了一种基于激光雷达与红外数据融合的目标识别与抗干扰方法。首先采用一致性点漂移(CPD)算法对目标在不同图像中的轮廓特性进行匹配, 完成了激光与红外图像的配准; 然后利用红外图像中目标的能量和形状信息、激光图像中的距离信息完成激光与红外图像的决策级融合; 最后利用改进的核相关跟踪算法完成目标的跟踪与抗干扰。通过激光雷达与红外仿真数据的实验, 验证了文中方法在目标跟踪与抗干扰性能上的有效性。

红外热波成像是近年来发展较快的一种新型无损检测技术，它是一门跨学科、跨应用领域的通用型实用技术，其三大核心技术包括热激励、红外图像采集及红外图像处理。本文对热激励技术中的闪光灯、激光、卤素灯、红外灯、超声、电磁等几种主要热激励方法的特点及研究现状进行了介绍与对比，分析了采集技术中的制冷与非制冷热像仪各自特点，并对红外图像处理技术中的降噪、增强、序列热图处理及缺陷提取等四大研究方向进行了总结，介绍了相应发展状况和进展。最后总结了该技术的发展趋势。

烟幕、灰尘、云、火焰等不规则物体的实时红外仿真技术是战场环境红外图像实时生成的关键技术和难点之一。以烟幕红外仿真为例, 首先基于Navier-Stokes方程对烟幕的外形进行了建模, 给出了其初始化和边界处理方法; 然后基于灰体辐射模型和光线投射算法考虑了烟幕自身辐射和太阳光照射两种因素对烟幕的红外辐射特性进行了建模; 最后, 利用CUDA并行计算工具对基于物理模型的烟幕红外仿真进行了实现, 成功地将红外烟幕嵌入到基于Vega的红外场景中, 并对利用Vega粒子系统产生的红外烟幕和基于物理模型的红外烟幕的效果进行了对比。仿真结果表明, 基于物理模型的烟幕红外仿真满足实时性需求, 且具有真实感强, 可控性好的优点。

背景辐射噪声是弱信号检测面临的难点问题。提出了一种显著提升信噪比实现匀速运动弱目标的有效检测算法。建立目标坐标空间和速度空间，以不同速度矢量控制图像叠加，形成提升了信噪比的新的图像序列并构成图像空间；利用恒虚警判决法在图像空间中检测候选目标点；根据候选目标点所对应的坐标向量和速度向量分别映射到坐标空间和速度空间，由两个空间中出现的峰值判定目标点。实际红外成像系统实拍实验表明，算法能将信噪比提升至接近原图的n^1/2倍，目标检测概率和虚警概率都明显优于所对比的弱目标检测算法。

基于逼真战场环境开展半实物仿真试验是对红外成像制导系统进行测试和评估的有效途径，其中地物背景战场环境红外图像实时生成技术是模拟真实战场环境红外特性的关键技术之一。首先介绍了基于电阻阵列的战场环境红外仿真系统的组成；然后从工程实用性出发，以卫星地图为数据源，采用Terra Vista 对目标区域进行地形建模，利用SensorVision 红外模块对目标区域进行红外辐射特性建模以生成目标地区红外图像，并提出了加快图像渲染速度和增强图像真实性的优化方案；最后基于VC 环境编写了地物背景战场环境红外图像实时生成与测试软件。仿真测试结果表明，该方法能够满足战场环境仿真系统红外图像实时生成的要求，效果良好且易于工程实现。

首先基于红外物理基本理论建立目标光谱模型, 并利用图像时域及空域相关性建立多光谱背静抑制算法移除缓慢变化背景.通过实验统计方法将残差图像样本点特征概率分布近似为正态分布.基于此假设, 提出了一种新的基于目标辐射强度和光谱特征的联合检测方法.最后, 通过图像仿真和ROC曲线分析算法性能, 试验结果表明, 此方法能够在低信噪比情况下成功检测弱小点目标.

针对传统的基于神经网络的自适应非均匀性校正(Neural-Network-based Non-Uniformity Correction, NN-NUC)算法在 实际应用中存在校正能力有限和容易产生鬼影的问题，深入分析了NN-NUC算法中的鬼 影产生过程，并给出了抑制鬼影的一般性方法；然后结合实际红外成像系统的特点，提出 了一种改进型NN-NUC算法。仿真实验结果表明，该算法可以最大限 度地抑制场景鬼影的产生，并可有效减小系统输出图像的非均匀性噪声。此外，本文算法 计算量小，且易于用硬件实现，因此具有很好的工程应用价值。

探讨了一种大面阵红外图像高速传输系统的原理、结构及其实现。针对红外成像系统的要求, 提出了一种基于 FPGA的大面阵红外图像高速传输方法, 并利用光纤传输技术与 aurora协议来实现。该方案不仅实现了大面阵红外图像的高速传输, 而且实现了高速、可靠的指令通信。