根据环境污染气体监测的广谱需求, 提出了宽谱段红外光谱遥测方法, 利用长波红外傅里叶干涉光谱技术, 向长波红外大气窗口短波端外扩展了仪器响应波段, 使之在一定条件下能够探测多数常见工业气体的指纹特征。在7.0 ～14.5 μm波段内, 采用差谱法和亮温法, 可监测多种常用工业有毒有害气体, 并可给出以浓度程长积表征的概略浓度。介绍了遥测光谱仪的性能表征方法, 例举了实用型产品PARES100对11种常用工业有毒有害气体的应用实例。

被动遥测红外信号的精确解译, 对远距离、 非接触获取污染云团信息具有重要意义。 然而, 测量过程中的光谱畸变阻碍了这一目的的达成。 针对遥测信号中的谱线畸变问题, 提出了一种利用线形函数模型自适应补偿傅里叶变换红外光谱仪光谱线形函数的方法。 通过对傅里叶变换光谱仪线形函数的成因分析, 结合实际仪器设计参数, 从理想线形函数、 固有线形函数和相位误差三个方面构建线形函数模型; 在此基础上, 以实测畸变光谱与理论仿真光谱的均方误差作为代价函数, 利用迭代优化方法实现了对实际线形函数关键参数进行估算的算法流程; 将重构得到的线形函数应用于理论光谱补偿, 显著减少了理论仿真光谱与实测光谱之间的差异。 分析结果表明, 理想线形函数主要影响谱线展宽及旁瓣幅值; 固有线形函数造成向低频方向的非对称展宽; 而相位误差则会造成谱峰非对称。 必须在理论仿真光谱中综合考虑三种来源线形函数的贡献, 才能有效建立测量光谱和待反演云团参数之间的联系。 实际线形函数畸变参数的获取和补偿应用, 有助于提高红外遥测信号的定量解译水平。

对于异源可见光与红外图像配准，以互信息为相似性度量条件，以粒子群算法为搜索算法，在搜索空间中搜索极大值点，通过改变图像分辨率，由粗到精，逐步实现可见光图像与红外图像的配准，对粒子群算法、统计互信息和仿射变换3 个部分的内在并行性，利用CUDA C 语言实现GPU-CPU 异构编程。实验证明，在不降低精度的前提下提高了算法效率，得到了很好的加速比，算法正确匹配率高，鲁棒性好，计算效率高。

复杂环境中稳健的红外目标跟踪在自主导航、无人机探测、预警等方面具有重要研究意义。就经典粒子滤波红外目标跟踪算法中单一的灰度特征缺乏鲁棒性引起跟踪失效的问题，提出了一种基于特征融合的粒子滤波红外目标跟踪算法。结果表明，该算法能够从跟踪鲁棒性、准确性和实时性 3个方面实现稳健的红外目标跟踪。

彩色融合图像在场景深度感知、目标探测识别、减少判断时间等方面优于灰度融合图像, 重点研究了红外与可见光彩色图像融合算法。针对经典的自然感图像融合算法中计算复杂度高、缺乏颜色恒常性问题, 提出基于 YUV颜色空间恒参数颜色传递( CPCT)图像融合算法, 并通过栅栏、山丘、森林和城镇四组实验验证了本文算法在颜色恒常性和算法实时性上有较大改善。

红外辐射定标是红外遥感信息定量化的关键技术,对所测光谱进行定标是定量分析中的重要环节.采用自行研制长波红外高光谱成像光谱仪原理实验装置(简称CHIPED-I)进行验证,用黑体对实验装置进行了两点线性定标,将测量的相对强度转化成目标的绝对辐射亮度谱,采用亮温法算出标定后的亮温光谱.结果表明,这种辐射定标方法用于长波红外高光谱成像光谱仪方法可行,这对进一步分析大气透过率和反演大气中红外活性气体浓度具有实际意义.

讨论了基于空间调制干涉原理的红外成像光谱仪器中高线性大摆镜扫描系统的控制技术,详细地阐述了各扫描方式的优缺点、控制器的基本原理、控制器硬件设计,提出了一种基于传统 PID的微分增强型控制算法,分析了扫描系统的扫描效率和线性度.