红外热成像系统应用于工业和民用领域，要求图像测温达到一定精度，但非制冷焦平面阵列红外图像的非均匀性，严重降低了系统的图像测温精度，制约了系统的应用，因此，以提高红外图像测温精度为目的的非均匀性校正方法成为当前国内外研究热点，这也是论文研究选题意义所在。 现有的红外图像非均匀性校正主要分为定标类校正和场景类校正两类方法。定标类校正方法是使用已知的数据映射关系对原始图像进行校正，而场景类校正方法是利用像元间或图像序列间的相关信息进行校正。两类方法各有侧重，定标法侧重图像测温精度，不能校正漂移；场景法侧重图像显示质量，能自适应漂移，但在克服漂移的过程中破坏了图像测温基准。论文通过对两类方法优缺点的理论分析和仿真比较，确定了以侧重图像测温精度且能校正漂移的定标类校正新方法作为论文主攻方向。 校正方法研究必须具备适当的评估手段；论文提出一种新的校正评估测度“校正率”，从一个新的角度对红外图像非均匀性噪声状况做出评价，较好地反应图像噪声校正水平。这一评估新测度具有较普遍的适用性，在非均匀性校正仿真研究和实验研究中得到验证和应用，对非均匀性校正研究具有重要意义。 非均匀性校正是对红外图像非均匀性噪声的校正，红外图像噪声模型是校正方法研究的基础。论文在分析非均匀性噪声的时变特性和空间分布特性的基础上，对传统的“时域噪声+空间模式噪声”的非均匀性噪声模型进行改进，建立了新的噪声模型，“时域噪声+空间模式噪声+漂移噪声”，将漂移噪声作为一个噪声项进行计算和分析，使得校正方法对非均匀性噪声各部分的校正效果清晰直观。 论文设计实现了实验红外热成像系统，建立了对非均匀性校正进行实验研究的实验条件。实验验证了红外图像漂移噪声的存在，也验证了漂移噪声的校正是保证热图像测温精度的关键。论文以红外图像噪声模型为基础，以实验数据为依据，提出一种新的双温度线性回归补偿模型，简单有效地实现了对温度漂移的补偿，并采用假设检验方法对回归方程系数进行显著性分析，确定了漂移补偿方程的合理性。论文对二次曲线校正法和双温度线性补偿校正法的校正效果进行了实验比较，研究结果显示二次曲线校正法可将红外图像空间模式噪声降低到时域噪声水平，双温度线性回归补偿校正法能显著改善图像测温精度；将二次曲线校正法和双温度线性回归补偿校正法同时使用，可明显降低红外图像非均匀性噪声水平。 论文针对不同的噪声表现形式，对红外图像非均匀性噪声模型进行改进，设计并验证了空间补偿校正方法和漂移补偿二次曲线校正方法的有效性。这两种方法能同时完成漂移噪声和空间模式噪声的校正，校正后图像测温精度较高，具有更好的适用性。 为使校正方法更具普适性，论文提出了多变量多项式校正方法。这一方法对现有的定标类校正方法和论文所提出的几种新校正方法作了很好的归纳，适合于强调图像测温精度的应用场合，对开展红外图像非均匀性校正研究具有重要意义。线性拟合校正法、二次曲线拟合校正法、空间补偿校正法和漂移补偿二次曲线校正法等定标类校正方法都可以看作是多变量多项式校正方法在不同应用条件下的简化。