传统3D噪声模型将噪声分解为8个部分, 使复杂的噪声现象变得容易理解, 然而这个模型没有准确的噪声分离方法和物理机理阐述。因此提出一种改进的探测器噪声分离和量化方法：噪声频域分析方法。这种方法将多帧噪声数据在空间和时间上分离为11个部分, 并通过仿真实验分析各部分噪声对成像画面影响的强弱顺序, 同时指出了每部分噪声的物理机理。噪声频域分析为红外探测器建立了一个完整的噪声模型, 对理解红外探测器噪声特性、产生机理, 及有针对性地进行噪声处理指明了方向。

盲元一直是影响红外焦平面探测器成像质量的重要因素之一。探索了一种基于分步搜索策略的自适应盲元检测算法, 无需借助黑体等辅助定标设备, 完全基于场景信息即可对探测器使用过程中不断出现的新盲元进行有效检测。

高光谱图像反射率反演问题, 已成为制约高光谱图像走向应用的重要障碍之一。常用的平场域法关键在于高亮点的正确选取, 而目前的人工方法和自动方法均存在选点不准确和效率较低的缺陷。在进行大量的高光谱图像采集实验的基础上, 以标准白板图像为基准, 对理想白色区域的R、G、B三个谱段的DN值进行了统计分析, 用高斯分布拟合了R、G、B的比值特征, 以此模型为依据, 给出了一种基于R、G、B谱段DN值分析的自动高亮点搜索方法。实验表明, 本算法可有效提高高光谱图像反射率反演的准确性。

无人机能够通过多种方法定位出目标的精确位置信息, 以便实施战场指挥或**打击。主要整理并分类介绍了无人机侦察图像目标定位的各种技术原理, 解析了其在**领域的应用范围；并以无人机飞行任务为模型, 完整详细地用空间量算的无人机侦察图像目标定位技术对无人机实际飞行进行航迹规划的运用, 证明了无人机侦察图像目标定位技术的重要**价值。

红外热成像技术广泛应用于故障检测中, 但由于红外探测器各单元响应的非均匀性, 使得红外图像对比度低、细节和边缘模糊, 不利于人工观测和机器识别, 因此对红外图像细节增强算法的研究具有深刻的意义。分析了传统直方图增强算法中的缺陷, 提出了一种抑制背景的局部直方图均衡算法, 并使用遗传算法加快了阈值求取的速度。实验结果表明, 该方法可以在抑制背景的同时增强红外图像的细节, 同时速度较快, 可用于实时红外图像的预处理。

基于红外图像与可见光雾化图像之间的相似性, 通过比较红外图像的灰度均值和图像亮暗程度的灰度阈值, 实现图像亮暗的自动判别, 进而判断图像是否需要灰度反转。对原图或原图灰度反转图采用类似可见光去雾的暗原色先验算法——伪暗原色算法求出红外图像的粗糙透射率, 结合导向滤波实现粗糙透射率的细化, 依据大气散射物理模型得到最终增强的红外图像。实验结果表明, 采用伪暗原色红外图像增强的算法可以提高红外图像的对比度, 突出其细节, 提高其信噪比, 并且具有良好的视觉效果。

提出一种利用图像的空间结构信息在特征空间中设计大小适宜的超球, 将单形体的顶点分隔在超球外部, 剔除超球内部的数据, 只保留超球外部的少量数据参与端元提取算法。经过分析, 该方法可以大大减少端元提取算法的运算量。通过实验对比, 用相关端元提取算法对简化后的数据进行端元提取的结果精度很高, 与简化前数据的端元提取结果吻合。

头盔显示技术是当代有人驾驶战斗机技术的关键技术之一。简述了生物动力学、头部跟踪技术等头盔显示技术相关领域的研究成果。重点讨论了显示技术, 分析了非浸入式头盔显示的几种主要光学实现方式。对这些技术的基本原理、关键技术及发展概况进行了详细描述, 并讨论了其相对的优缺点。最后, 对适用于固定翼战斗机的头盔显示技术作了总结和展望。

针对2.5Ma条件下气动光学传输效应对红外成像的影响进行机理分析。利用有限元仿真得到头罩外流场的温度、压力、空间分布形态的参数。在此数值仿真基础上, 提出将头罩外流场等效为气体透镜的方法, 计算透镜的折射率和焦距及其对原红外成像系统焦点位置的改变量约为49.66 μm, 此改变量小于焦深, 则外流场对红外光线传输的影响基本可以忽略, 成像不会产生模糊。测量风洞实验拍摄到退化图像的调制传递函数（MTF）与红外探测系统的MTF相差很小, 验证了对气动光学传输效应机理分析的正确性。

针对红外型气体传感器测量精度受环境温度影响较大的问题, 提出一种基于嵌入自适应列维变异的动态拓扑免疫粒子群-最小二乘支持向量机（DLIPSO-LSSVM）温度补偿算法。DLIPSO算法在粒子群优化过程中采用动态拓扑Dbest机制以更好地适应粒子群进化过程；为确保粒子多样性, 平衡局部搜索与全局搜索, 算法嵌入自适应列维变异对粒子进行变异。利用基准测试函数对DLIPSO算法进行性能对比评价, 仿真结果表明算法具有较强的全局搜索能力、精度高且稳定性较好。利用DLIPSO算法对LS-SVM的参数进行优化, 将混合算法用于实际红外气体传感器的温度补偿, 实验数值结果表明算法可将补偿结果的相对误差控制在5%范围内。

介绍了军用热瞄具光学系统各光学元件, 包括窗口、反射镜、透镜和总体机械结构设计、加工和装配要点；基于美国《红外与光电手册》设计中提出的原理和准则, 给出了作者 10余年的工程实践和经验。

燃煤内不同成分具有不同的红外吸收光谱, 吸收程度的大小与该成分的含量具有正相关性。根据燃煤不同成分的红外光谱吸收特性, 设计了煤质参数实时分析仪。采用漫反射灰度板替代滤光片作为参比物, 实验中具有更好的稳定性。采用多元线性回归法对测量数据进行处理, 煤质参数测量结果与化验室化验结果接近, 设计可满足使用要求, 工作效率较传统化验室化验法有了大幅度的提高。

针对森林火灾监测的迫切性及现实意义, 对火焰红外辐射特性进行分析, 根据火焰的光谱曲线, 得出观测火焰的适宜波段。基于以上分析结果, 设计了一套应用于森林火灾监测的中波红外相机, 并在外场模拟森林火灾现场, 进行成像实验, 得到了红外图像数据, 实验结果表明监测效果良好。

噪声等效温差（ NETD）是热像仪主要性能参数之一。对空间噪声等效温差（ spatial-NETD）的测试方法进行研究, 完善空间噪声等效温差测试技术, 并对测试结果进行分析比较, 指出空间噪声等效温差测试的重要性, 为空间噪声等效温差在热像仪性能测试中的应用提供依据。

提出一种以吸光度系数为指标来筛选低发射率涂层用基体树脂的判定方法。从分析丙烯酸树脂、环氧树脂和聚氨酯树脂 3种树脂的傅里叶红外光谱入手, 根据 Lambert-Beer定律对 3种树脂的红外光谱进行定量分析, 得出树脂在 8～14 .m波段的吸光度系数曲线, 并且积分求得 3种树脂在该波段的平均吸光度系数。通过比较分析, 丙烯酸树脂的吸光度系数最小, 为 0.0293 .m-1, 制得的清漆涂层的红外发射率最低, 为 0.90, 适合作为低发射率涂层用基体树脂；最后, 建立红外辐射一维传输模型, 推导涂层红外发射率理论公式, 理论证明了以吸光度系数为判定指标的合理性。

采用变温傅里叶变换衰减全反射红外光谱（ATR-FTIR）技术, 分别研究了聚氯乙烯C-Cl伸缩振动模式（νC-Cl）的红外一维光谱、红外二阶导数光谱、红外四阶导数光谱、红外去卷积光谱和二维相关红外光谱。研究发现：在700～600 cm-1的频率范围内, 聚氯乙烯νC-Cl分别在604、615、637和695 cm-1频率处有红外吸收峰。玻璃化转变温度前, 随着测定温度的升高, 聚氯乙烯νC-Cl红外吸收强度的变化快慢顺序为：604 cm-1＞695 cm-1＞615 cm-1＞637 cm-1。玻璃化转变温度后, 而随着测定温度的升高, 聚氯乙烯νC-Cl红外吸收强度的变化快慢顺序为：695 cm-1＞604 cm-1＞615 cm-1＞637 cm-1。