针对目前弹载红外目标跟踪算法对快速机动目标适应性较差的问题，本文在现有模板跟踪算法的基础上提出了一种鲁棒普适的自适应更新策略。该策略利用多个不同学习因子的更新模型，通过对不同模型下的跟踪置信度进行分析，自适应地对模型进行更新，有效地解决跟踪过程中目标剧烈外观变化或微弱位移变化。大量的定性定量实验表明本文所提的算法的跟踪性能超过现有的大多数算法，在现有弹载红外目标跟踪板硬件余量有限的情况下也能实现稳定跟踪复杂背景下的目标。同时，本文算法已经在挂飞测试中获得较理想的效果，适合**装备的应用。

针对复杂背景下的红外弱小目标检测，本文提出了一种改进的Gabor 滤波的红外弱小目标检测方法。该方法在背景预测算法的基础上，通过构造Gabor 核函数来自适应确定背景预测系数。该方法利用了更多的图像局部特性信息，使用对比度尺度模型和强度尺度传播模型分别确定Gabor 核函数的两个轴，解决了Gabor 滤波算子不能自适应调整滤波系数的问题。通过与传统的小目标检测方法的比较实验结果表明，本文方法能有效保留图像的边缘信息，能有效地突出目标，抑制背景杂波，提高了对红外弱小目标的检测能力，效果明显优于传统方法。

提出了一种基于梯度信息的结构相似性算法改进的红外图像非局部均值滤波方法。传统的非局部均值滤波算法采用欧氏距离度量图像块之间的相似性，因而不能够很好地衡量图像细节和边缘信息，导致滤波后图像模糊失真。针对此问题，采用结构相似性度量（structural similarity，SSIM）算法对欧氏距离进行加权改进，针对普通的SSIM边缘信息评价能力的不足，提出了带有梯度信息的GSSIM算法，实验结果表明本方法在保持非局部均值（Non-Local Means，NLM）滤波算法去噪能力的同时还能够较好地保持图像的边缘和细节信息。

经计算证明了风云四号气象卫星上的干涉仪所采集的三维数据立方体在时间维上更容易取得高无损压缩比，于是决定以时间维上的单帧干涉数据为单位进行无损压缩的探索。结合干涉数据在时间维上的相关性特点，提出一种新的无损压缩算法。该算法根据干涉数据的各段特点，分别进行矢量量化和线性预测以此来进行压缩，采用MATLAB 对实际采集数据进行仿真试验后可得，新方法最终取得的无损压缩比比直接进行Huffman 编码所得的压缩比提高了10%～20%。

提出了一种非抽样双树复小波变换域结合幅值阈值化和相位正则化的自适应图像去噪算法。首先将非抽样双树复小波变换系数进行幅值相位表示，在分析了幅值分布特点后，使用瑞利分布模型作为系数幅值的先验分布，然后在贝叶斯去噪框架下推导出闭式形式的阈值函数，为了更好地抑制噪声，我们亦对相位信息进行平滑处理，最后通过逆非抽样双树复小波变换得到去噪图像。由于同时对幅值和相位信息进行处理，实验显示所提算法抑制噪声效果明显，与一些经典算法相比，本文方法在主、客观上皆获得了有竞争力的结果。

针对彩色红外图像和可见光图像融合问题，提出了利用YCbCr 和平稳小波变换（StationaryWavelet Transform，SWT）实现彩色图像融合的算法。该算法首先将源彩色红外图像转换为灰度图像，将彩色可见光图像从RGB 空间转换到YCbCr 空间获取Y、Cb、Cr 三分量，然后将红外灰度图像和Y分量利用SWT 融合。在融合过程中应用了一种绝对值阈值和区域能量相结合的融合准则，并利用彩色可见光图像Y 分量对融合结果进行区域线性变换获取彩色融合图像Y 分量。最后将Cb、Cr 和融合Y 分量从YCbCr 空间转换到RGB 空间获得彩色融合图像。实验结果表明，该算法可以综合YCbCr空间、SWT 和区域线性变换优点，较好地保持源图像场景信息、空间色彩信息和目标人物特性，突出源图像的纹理变化特性和边缘细节信息。

针对红外和可见光图像的自身特点，本文提出一种基于四元数小波变换（QWT）和自适应脉冲耦合神经网络（PCNN）模型相结合的红外图像与可见光图像融合的新算法。首先将红外图像与可见光图像分别进行四元数小波变换，分别得到低频子带和高频子带系数；其次，采用局部区域方差匹配的融合准则处理低频子带系数，并用自适应的PCNN 模型处理高频子带系数，用一种改进的空间频率作为PCNN 模型的刺激输入，且采用拉普拉斯算子调节PCNN 模型的阈值；最后经过四元数小波逆变换实现图像的融合。将本文提出的新算法与经典的图像融合算法进行对比分析，实验结果说明，新方法取得了较好地视觉改进效果，并在客观标准上也达到一定的提高。

本文基于ICP 方法对长波HgCdTe 材料表面进行了氢化处理，首次在同一焦平面器件上实现了氢化工艺效果的对比。利用原子力显微镜（AFM）、低温探针台系统和焦平面测试系统对HgCdTe 材料表面微观形貌及相关器件的电学特性进行了表征分析，结果表明：对长波HgCdTe 材料表面进行氢化处理能有效降低MIS 器件的界面态、改善二极管器件性能，同时能够增大焦平面器件的信号响应度、减小盲元率。该研究对改善长波HgCdTe/钝化层的界面态以及提高长波HgCdTe 器件性能提供了依据。

为了探究加载试件中的应力值大小与其红外辐射的关系，通过在相同实验条件下对环氧树脂三点弯曲梁分别进行了光弹性成像实验及红外辐射成像探测，并分别计算和读出光弹性实验等差线图和红外图像相同点处的应力值和灰度值。通过对实验数据的分析和比较，发现试件各研究点处的应力值与红外灰度值之间具有线性关系，应力值与等差线条纹级数之间也具有线性关系，这揭示了红外图像是可以准确反应出应力值，即人们可以利用红外来直接测量应力大小。虽然光弹和红外都可给出应力的场图，但因光弹只能用于测量透明材料，而红外的测量是不受待测材料是否为透明所影响的，这为工程中利用红外来直接测量岩石、混凝土等非透明材料中的应力分布提供了可能。

介绍了记忆合金在低温下发生形变的原理及其在节流制冷器中的应用，针对以螺旋弹簧形状记忆合金材料为自调元件的节流制冷器，对其实现自调的条件、影响自调时间以及自调后稳定流量的参数进行了论述，并阐述了记忆合金自调型节流制冷器自调时间与探测器到达工作温度时间之间的关系。

从单手握持便携式热像仪的作业分析入手，研究单手握持便携式热像仪的人体工学设计方法。通过对热像仪的操作过程、人机功效因素进行分析，确定人机工程设计要求，运用人体工学原理和方法进行设计，使单手握持便携式热像仪最大限度地满足操作者的舒适性、方便性和安全性要求。

针对装配有自动门控电源的像增强器在高照度的情况下会出现闪烁的现象，结合自动门控电源阴极高压脉冲信号的离散特性和人眼视觉特性，分析了整管在高照度的情况下出现人眼可见闪烁现象的原因及解决办法，提出亮度最小可觉差和视觉暂留效应是有关人眼观察舒适性的重要特性。在高照度的情况下，由于自动亮度控制功能的介入，阴极高压脉冲信号的占空比会自动降到一个较低的值，但是由于器件的限制，阴极高压脉冲信号占空比的步进值是一个固定的常数，故阴极高压脉冲信号的占空比越低，其步进值对阴极高压脉冲信号的影响越大，最终也就对像增强器的屏极亮度稳定性影响越大。通过对人眼视觉特性的分析及对阴极高压脉冲信号的计算，给出了阴极脉冲信号允许的最小占空比及最小开启脉冲宽度的要求，并给出了计算方法。

采用蒸镀法，分别通过单次蒸Na 和多次蒸Na 两种工艺制备了一系列未经激活的Na2KSb 基底层，并通过3 种不同的Cs-O 激活方式对其进行表面激活，然后分别与未激活、仅Cs 激活以及传统Cs-Sb 激活的样品进行对比。积分灵敏度和光谱响应曲线测试结果表明，与未激活的Na2KSb 光电阴极相比，所有经过Cs-O 激活的光电阴极的灵敏度和长波阈值都得到了一定程度的提高和拓展，而且采用单次蒸Na 工艺制作样品的积分灵敏度明显高于多次蒸Na 工艺。对于单次蒸Na 工艺制备的光电阴极，采用Cs-O＋Cs-Sb 激活能够获得较高的灵敏度和较宽的光谱响应范围。在该条件下，Cs-O 激活次数存在一个最佳值，当单次蒸O 量为50%时，Cs-O 激活最佳次数为2 次，此时样品的积分灵敏度与未激活的Na2KSb 光电阴极相比提高了45.9 倍，长波阈值向长波方向拓展了231 nm，逸出功降低了0.46 eV，而且工作寿命和EBI（Equivalent background illumination）测试结果表明该样品具有比传统Cs-Sb 更好的稳定性和更低的背景噪声。逸出功计算结果表明，表面激活以后样品长波阈值的拓展可以归因于阴极材料逸出功的降低。

相位测量轮廓术在物体三维重建与检测技术中有着广泛的应用，其三维重建过程可分为3 个部分：结构光栅的产生和投影，相位提取与相位展开和相位-高度映射系统标定。相位-高度映射系统标定对三维重建精度起到决定性的作用。因此，相位-高度映射系统标定成为相位测量轮廓术三维重建研究中的热门课题。本文对三维重建和相位测量轮廓术的基本原理做简要介绍，然后详细介绍相位-高度映射系统标定的研究现状。

本文提出了一种基于类电磁诱导透明（Electromagnetically Induced Transparency，EIT）效应的太赫兹超材料折射率传感器。该器件结构单元由介质层和金属层构成，金属层是由四开口环和金属条组合的非对称结构。传感器透射谱产生了尖锐的透明峰，实现了类EIT 效应。仿真分析了该器件的传感性能，实现了Q 值为92.0、折射率灵敏度为61.0 GHz/RIU、品质因数（Figure of Merit，FOM）为8.5 的折射率传感功能，远优于对称结构的开口谐振环传感器。这种具有较高Q 值、较高灵敏度和偏振不相关性的太赫兹超材料传感器在无标记的化学、生物传感中具有潜在应用价值。

基于多光谱辐射测温技术，提出一种无需假设发射率模型的梯度投影算法，并对6 种发射率模型进行了仿真计算。结果表明：梯度投影法反演结果误差小于20K，发射率反演结果的趋势与模型吻合。梯度投影法属约束优化算法，与多光谱辐射测温技术结合可避开发射率无法确定需要假设模型的难题，开辟了多光谱辐射测温新的研究思路。

提出了基于大气辐射传输方程的红外大气透过率测量方法，使用中波红外辐射亮度测量装置在青海德令哈和北京怀柔对红外大气透过率进行了实测验证；并与模型计算结果进行了对比。只需在短时间内精确测量不同天顶角处的大气辐射亮度，采用大气辐射传输方程对测量数据进行拟合，即可得到测试波段整层大气透过率。实测结果：德令哈大气透过率0.730，相对不确定度2.4%；怀柔大气透过率0.625，相对不确定度0.8%。此测量方法不需使用大口径望远镜，简便易行；更重要的是测量不基于大气外的标准星，透过率测量精度不受标准星亮度精度的影响。