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红外成像技术又称作热成像技术,是夜视技术的一种,这里特指被动式红外热成像技术,它是一种通过将物体的热辐射转换为电信号,从而获取人眼可以识别的可见光图像的成像技术。红外热成像技术不受天气、光照、电磁干扰等影响,是一种可以全天时,全天候工作的成像技术。经过多年的大力发展,红外热成像技术在军事、民用等许多领域都得到了广泛的应用,但仍然存在以下两个方面的问题：(1)受生产工艺、探测器材料以及图像处理技术的限制,红外图像的空间分辨率和温度分辨率都不高。而且红外图像是黑白图像,不具备颜色信息,限制了图像携带的信息量,增加了图像解读的难度；(2)红外成像设备被大量应用于导弹、飞行器、舰艇、单兵等运动平台上,平台抖动也会极大的影响成像效果。因此,从红外热成像技术的理论出发,以改善现有问题为目的,促进红外热成像技术在军用和民用领域的应用,对于加快我国国防建设步伐,提高国民经济各领域的技术水平,有着非常重要的意义。深入研究了红外成像设备应用于运动平台时面临的实际问题,以提高红外序列图像质量为目标,分别提出了新的图像增强算法、稳像算法和彩色化算法,具体内容如下：(1)红外图像增强技术。从红外成像特点出发,深入研究了红外图像增强面临的关键问题,提出了两种改善红外图像质量的图像增强算法,分别是基于自适应尺度因子的多尺度视网膜皮层(Multi-scale Retinex,MSR)算法和基于双边滤波器(Bilateral Filter, BF)和MS R的自适应红外增强算法。对MSR算法进行改进,重新定义MSR算法中的关键尺度因子,提出了基于自适应尺度因子的MSR算法。算法根据图像细节自适应的调整MSR算法中最为关键的尺度因子,改善了MSR算法对红外图像的增强效果,并通过实验证明了本算法的有效性。提出了一种基于BF和MSR的自适应红外图像增强算法。通过自适应的选择BF中的关键参数,是一个新的具有图像增强和动态范围压缩的自适应增强算法。最后通过实验证明了本算法的有效性、实用性和适应性。(2)红外序列图像稳像技术。从基于运动平台的红外成像设备的成像特点出发,分析了视频序列抖动的原因及特点。讨论了热像仪成像的几何模型以及图像的运动模型,提出了一种新的运动估计算法并对运动滤波算法进行改进,提出一种新的稳像算法框架。引入了BRISK(Binary Robust Invariant Scalable Keypoints)算法,提出了基于BRISK算法的运动估计算法,可以更有效的实现全局运动估计。实验证明了所提出算法的有效性和优越性。通过对几种常用的运动滤波方式的分析和讨论,引入了基于Kalman粒子滤波的运动滤波算法。该方法能够更好的实现复杂扫描运动和随机振动的分离。并提出了更为高效的边界区域补偿办法,以有效实现图像的全景输出。进一步通过稳像实验,结合上述关键算法,对实地采集的视频序列进行了稳像实验,并使用不同的算法对实验结果进行了比较和验证,实验结果证明了本文所提出算法的可行性和有效性。(3)红外图像的彩色化技术。讨论各种典型彩色化技术,重点研究基于色彩传递的彩色化算法。详细分析了影响色彩传递算法的若干因素,深入研究了色彩空间对彩色化效果的影响,在此基础上对传统算法提出了改进,使其更适用于红外图像的彩色化处理。将局部线性嵌入(Locally Linear Embedding, LLE)算法中的降维思想应用到色彩传递算法中,提出了一种新的基于LLE的色彩传递算法,并通过实验验证了其有效性。