电磁波谱的长波红外（Long Wave Infra-red，LWIR,8~14μm）谱段在物理学上也可以称为热红外谱段，地球表面的物体在室温（300K）下热辐射的绝大部分能量都集中在该波段。物体热辐射能量的大小和物体表面的温度直接相关，人们可以根据接收到的辐射信号反演出物表温度和比辐射率等信息。此外热红外波段位于大气窗口，穿透能力强，而且可以昼夜全天时工作，可广泛应用于民事以及军事领域。国家高科技发展863计划对地观测与导航领域在“十二五”期间支持开展热红外成像光谱仪工程样机研制，首次在国内引进了法国Sofradir公司的320×256元HgCdTe长波红外焦平面探测器MARS VLW RM4，其波长响应范围为7.7μm~12μm。本课题依托该项目对热红外成像系统相关技术展开研究，基于一套高帧频低噪声信息获取系统，经过动态范围标定，实现一套动态范围为250~330K、噪声等效温差（Noise Equivalent Temperature Difference，NETD）小于50mK的热红外成像系统，对热红外成像系统非均匀性校正、盲元补偿、系统定量化和温度反演等数据处理技术进行了研究。高性能热红外焦平面器件的研制难度较大，性能在很多方面依然弱于中短波器件，热红外面阵焦平面的均匀性以及盲元状况相比其他波段更为严重。本文研究了常用的非均匀性和盲元校正方法，针对热红外焦平面各像元响应特性，研究了适合热红外成像系统的校正算法及其基于FPGA的实时实现方案；基于两点定标校正法的改进，提出了基于线性拟合辐射定标的多点校正法，经实验验证其非均匀性校正效果优于两点法，且易于工程实现热红外成像系统的输出除了与目标辐射有关，还包括了成像系统背景辐射、探测器暗电流等信号，系统输出对探测器工作温度、成像系统本体温度等因素的变化较为敏感。为了提高成像系统温度反演精度，需要更精确地对成像系统进行定量化。本课题研究了热红外成像系统的定量化处理方法，提出了包含成像系统本体温度等因素在内的辐射定标模型和温度反演方法。