红外传感器系统建模仿真在红外传感器参数设计、红外系统性能测试,以及跟踪识别算法的设计与测试等方面具有重要的指导意义。但受到制作工艺的影响,红外成像系统难以达到较理想的图像质量,其中响应非均匀性成为了影响成像性能的关键问题之一。针对上述问题,本文基于某红外仿真探测开发研究项目,进行红外传感器系统建模仿真,使用基于场景的非均匀性校正方法进行图像质量提升,并构建了红外传感器系统仿真平台,主要研究内容分为以下三个部分:针对凝视型红外传感器系统成像过程中的物理效应进行建模与仿真。基于C/D/C模型,考虑成像系统的频域传递效应与空间传递效应,采用调制传递函数法和基于图像像素的处理方法,针对红外传感器的光学系统模块、探测器系统模块和信号处理系统模块的物理效应进行了建模仿真,由此构建了凝视型红外传感器仿真模型。最终将建立的模型应用在空中目标成像中,在确定的大气环境下,对具体的目标进行了红外辐射特性分析,根据需求与工程化仿真理论模型选用红外传感器,模拟了空中目标的成像结果。针对非均匀性校正过程中存在的模糊效应和“鬼影”效应等问题,对基于场景的非均匀性校正算法进行研究。该类算法均较依赖场景的随机运动,且需采用多种阈值判定参数更新过程,限制了算法的应用。针对上述问题,本文利用时域信息和空域信息共同指导算法进行更新校正。针对时域高通滤波校正算法,通过加权引导滤波分离图像的高频信息,基于三维梯度算子判断像素的运动信息并剔除高频信息中的场景信息;对神经网络校正算法,通过加权引导滤波法计算期望图像,并利用空域均方差和时域梯度自适应指导神经网络算法的学习速率。简化了算法中的参数设定步骤,减少了算法需要收敛的帧数,提高了算法的收敛效率。基于信号级红外传感器物理效应建模,构建红外传感器仿真系统,对红外传感器仿真结果的仿真度进行验证。在该模块中基于本文构建的红外传感器仿真平台,采用多种参数进行各物理效应的退化图像仿真。并基于红外传感器实拍图像,对红外传感器仿真系统图像采用多参数与多方法分析,验证了红外传感器建模仿真的真实性和可靠性。