基于Offner型同心结构特点, 设计了一种工作波段范围3.0～5.0 μm, F/4的双通道中波红外编码孔径多光谱成像系统, 该系统由望远物镜和Offner型分光系统组成, 其中Offner型分光系统采用一个凸面光栅和一个球面反射镜实现了编码孔径系统的分光和合光。根据探测器和数字微晶阵列的参数, 对系统各主要光学参数进行合理选取, 最终确定凸面光栅的曲率半径为150 mm, 周期30 μm。整个系统在全视场的弥散斑控制在20 μm以内, 小于探测器像元大小, 满足像质要求。

与传统的成像技术不同, 赝热关联成像基于强度涨落统计测量, 仅采用一个不具有空间分辨率的桶探测器可以实现目标场景图像的采集, 具有探测灵敏度高、抗干扰能力强等优势。在实验室赝热关联成像验证的基础上提出了远场赝热关联成像系统样机, 系统主要包括激光光源、赝热场调制系统、散斑远场发射系统以及高灵敏度强度涨落探测系统等。由于该成像技术需要多次测量后进行重构计算, 为了提升系统信息采集效率和图像重构效果, 提出了基于非局部均匀滤波的图像重构算法, 充分利用先验信息, 有效提高图像复原的效果。最后通过仿真测试和实际成像试验验证了该方法的可行性, 试验结果表明提出的系统能对远程目标进行清晰成像, 并且在相同的采样次数下能够获得更好的复原效果。

扫描拼接技术由于原理简单、易于实现而被广泛应用于全景成像系统中,然而该系统中使用的二维扫描镜在工作过程中会引起图像旋转.对二维扫描镜引起的像旋进行特性分析能够指导全景成像系统中像旋校正.假设物理为球面,基于光学反射矢量理论基础对水平扫描和俯仰扫描进行像旋特性分析比较.仿真结果表明二维扫描镜在水平扫描时像旋角与旋转角比例为1∶1,而俯仰扫描不存在比例关系,可以对精确实现光机消像旋提供指导作用.

主要提出了一个新的正规自适应超分辨率算法.正规项只惩罚图像中可能包含有大量噪声的低频部分，同时保护图像中可能包含有锐利边缘的高频部分，其中，惩罚阈值自动地被一个线性函数决定.对于正规参数的选择，这里不采用固定的正规参数而是提出一个对数函数在每次迭代时自适应地选择正规参数.该算法经过仿真实验和真实的红外图像测试，实验结果显示该算法鲁棒性好，可以有效复原图像细节.

基于亮度-对比度传递技术提出了一种红外和彩色可见光图像的融合方法,该算法通过对红外图像和可见光图像在HIS空间进行二次融合,保留了可见光图像的颜色特性,并获得一幅具有良好亮度和对比度效果的融合图像。实验结果表明该方法融合噪声小、细节缺失少、融合速度快。

超分辨率技术是当今图像处理领域的一个具有挑战意义的课题。在图像获取的过程中，受到成像条件以及成像方式的各种限制，成像系统不能获取原始图像场景中的全部信息。如何提高图像的空间分辨率一直以来都是图像处理领域的热点问题，图像超分辨率技术被认为是解决这一问题的有效方法。介绍了图像超分辨率复原的一般方法，以及国内外研究进展。