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.

从成像探测体制出发, 对过采样扫描系统的光学系统、电子学系统等模块分别进行了数学建模, 并对点目标和场景图像进行了仿真实验。仿真过程中提出了一种对有限图像大量分割代替连续图像的建模思想和方法, 在matlab环境中对源点目标图像和场景以及探测器扫描积分过程进行仿真, 并对过采样图像进行图像融合。仿真结果给出了不同过采样倍数以及点目标位于不同相位时的信噪比变化和信噪比随积分时间增长的变化曲线。仿真结果表明, 过采样探测系统融合后的图像虽然能够增大点目标在图像上的尺寸, 但融合后的图像会增大高频噪声, 造成检测概率降低, 虚警率增大。文章最后给出了利用小孔模拟点目标成像的实验, 进一步证实了仿真结果的正确性, 说明时空过采样系统并不适合用于点目标检测。

基于星载扫描辐射计的工作原理, 对传统的线列扫描成像系统和过采样系统的采样过程进行了数学建模和仿真成像, 在两种采样模式下对点目标探测进行了仿真。在Matlab环境下对过采样探测系统进行了仿真图像的沿线阵方向的两倍空间过采样和扫描方向上(即时间上)的2~10倍的过采样仿真。通过对过采样探测系统各种工况下的仿真, 得到了图像中信号能量值和目标尺寸大小的关系, 分析了目标位置的不同对成像质量造成的影响。最后给出了不同大小目标两个通道上的四倍过采样图像, 并分析了图像中存在的跨像元现象。

为解决复杂空中背景下红外弱小目标的快速检测, 提出了一种基于遗传算法的检测思路。该思路主要是通过利用遗传算法高效快速的搜索方式, 结合传统的红外小目标检测算法, 最终实现红外弱小目标的快速检测。最后通过MATLAB编程后, 实现了复杂背景下红外小目标的快速检测。通过仿真及与相应的传统算法的比较, 发现了遗传算法自身的优势和劣势, 最后说明了遗传算法在红外小目标检测领域广阔的应用前景。

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。