为解决飞机平台强干扰环境下红外多光谱扫描仪的图像混合噪声问题，提出了一种基于低秩矩阵近似与常量统计的光谱图像去噪方法。从仪器的噪声产生机制出发将图像噪声区分为谱间差异噪声与谱间共有噪声，并根据噪声在光谱数据中的特点分别采用低秩矩阵近似与常量统计的方法进行去除。经仿真分析去噪后的光谱图像具有较高的峰值信噪比与去噪鲁棒性，并通过机载遥感试验数据证明在大量噪声的干扰下对于响应偏低的边缘谱段仍能有效地恢复出图像信息。该方法在其它类似光谱图像去噪方面具有一定的推广应用价值。

当利用红外探测系统在昼夜热交替时段进行目标探测时, 由于探测场景中目标和背景温度差会发生较大变化, 使得目标和背景之间的红外辐射差异在这一阶段的某些时刻很可能接近于0, 体现在热红外图像中即为目标与背景“融合”为一体, 从而产生红外探测系统的“盲区”现象, 导致在昼夜热交替时段传统热红外探测系统无法有效识别目标。针对这一问题, 在分析热红外探测系统在昼夜热交替时段致盲原因的基础上, 提出一种基于中红外多光谱的昼夜热交替时段探测方法并研制了原理样机, 通过利用不同目标之间的红外光谱特性差异实现热交替时段目标的识别与区分。实验结果表明, 红外多光谱技术能有效提高传统热红外探测系统在昼夜热交替时段的目标探测能力, 相比同一时刻中波红外宽波段成像, 红外多光谱成像中目标和背景的DN值比值平均提高了约18%, 能够为全天时红外探测系统的实际应用提供很好的借鉴。

为了实现红外多光谱成像系统光谱维MRTD测试，获取更多的目标背景信息，提出基于声光可调谐滤波器(AOTF)的多光谱成像系统静态性能测试平台的设计。在(3~5)μm波段范围内，采用设计搭建的静态性能测试平台完成了红外带内波段的细分，并在各个细分波段上分别对空间频率2.546 lp/mm、1.273 lp/mm、0.849 lp/mm和0.632 lp/mm的标准靶进行了MRTD测试。实验结果表明，得到的光谱维MRTD测试结果与理论结果一致，验证了测试平台的可靠性和测试方法的可行性。

在基于参考温度的二次测量法数学模型的基础上，提出了无需假设光谱发射率模型的可见 -红外多光谱辐射测温迭代递推算法，并对 4种发射率假设模型进行了仿真计算。结果表明：新算法的温度绝对误差小于 20 K，发射率趋势也与假设模型的发射率趋势吻合较好。进一步完善了可见 -红外多光谱辐射测温理论。

提出了一种新的近红外多光谱检测法对碳纤维复合材料结构机翼表面的残冰进行检测。建立了该方法的理论模型并进行了实验验证。首先，根据冰与水和除冰液在不同红外波段下具有不同反射光谱特性，提出了用于残冰检测的理论算法。然后对参考通道，低通道及高通道所测图像的灰度值进行比较分析， 总结得到了判断机翼蒙皮上残冰存在的对比度阈值C。最后，分析了误差可能产生的区间及消除方法。实验结果表明，对于白色涂层的复合材料结构蒙皮，当C>0.03时，就可以断定结构表面上存在残冰；当C<0时，可以断定表面上肯定没有冰；当C处于0~0.03时，为安全起见需要对蒙皮进行二次检查以消除不确定因素产生的误差。而对于其他颜色涂层蒙皮的残冰检测，要根据不同的颜色设定不同的对比度阈值C。本研究证明了可以将冰与水的近红外反射光谱差异特性应用到以复合材料结构为机翼蒙皮的残冰检测中。

基于实际测量的空间目标多光谱数据,提出了新的多光谱特征分析方法,即把目标红外辐射分为长、中、短三个波段,分析提取了三个波段内的辐照度,以及长波段、中波段辐照度与短波段辐照度的比值,估算出目标温度和有效辐射面积,并利用BP神经网络对四类目标进行识别试验,取得了好的识别效果.

提出了一种基于红外多光谱图像相关性的自动目标识别新算法.根据目标、背景和干扰物的红外多光谱特征信息(辐射强度、光谱分布)构造出目标场景的红外多光谱特征矩阵;采用最大距离法分割图像,融合空间和光谱信息重构出研判目标的红外多光谱特征矩阵;根据研判目标的光谱辐射差异特性建立了红外多光谱图像相关识别准则.实验表明,该识别算法正确可行.