利用红外与可见光成像复合传感器在复杂背景下探测目标,是一项极为重要的军民两用技术,它所涉及的传感器设计、信息处理和系统仿真方法一直是科研工作者和工程技术人员研究的热点。传统地采用单一非制冷红外热像仪或可见光传感器获取的图像难于满足在复杂环境下全天候全天时的探测目标需求,将两种传感器复合可以实现功能互补,采用科学合理的融合规则来提高图像质量,可实现复合传感器系统探测目标的最优性能。　　 红外与可见光成像复合探测系统的设计难点在于系统参数设计和图像融合算法及规则。在设计系统参数时,除了要对目标与环境特征参数、传感器性能参数、传感器载台进行设计外,还要考虑各传感器参数协调性、应用场合以及成本问题。单传感器图像处理算法主要包括图像预处理算法以及目标检测、跟踪与识别算法;多传感器图像处理更为复杂,它包括图像预处理、图像配准和图像融合。此外,面向工程化设计的复合探测系统还包括必要的信号处理和系统仿真测试。　　 本报告来源于上海交通大学与中航工业集团的合作项目,以运动平台红外与可见光复合探测系统设计及其图像信息处理方法为研究对象,阐述了国内外研究现状和发展趋势,在分析了红外与可见光目标环境特性后,对双源传感器的成像机原理、工程化设计、图像预处理、图像信息融合分别做了详细分析,对车船跟踪探测仿真平台的开发与测试情况进行了总结。　　 本报告第二章通过描述红外黑体的热辐射特性揭示了红外热成像机理,通过描述人眼成像的视觉对比灵敏度和与背景环境反差的原理揭示了可见光成像机理。报告介绍了长波非制冷红外热像仪、可见光CCD摄像机、辅助系统的设计与测试方法,可用于实际工程中。　　 本报告第三章分析了双源动态图像预处理中的图像增强、稳像、图像滤波、探测器阵列非均匀校正、图像配准的方法,包括:图像空域增强法和频域增强法,基于全局运动估计的电子稳像算法,图像滤波消噪方法,基于参考源的标定校正法和基于场景的软件校正法,基于灰度信息、傅立叶变换和特征匹配的图像配准方法。这些方法可用于红外与可见光成像复合探测系统的图像预处理中。　　 本报告第四章依据三个层次分析了红外与可见光图像信息融合方法,阐述了像素级静态、动态图像融合方法,分析了特征级融合、决策级融合的常用方法,描述了基于张量典型相关分析的特征级图像融合算法和基于粗糙集的决策级图像融合算法。　　 本报告第五章开发了一种车船跟踪探测系统仿真平台,包括车船跟踪模拟观察系统和地面目标跟踪识别系统软件,分别作为半物理仿真平台和数字仿真平台,二者各自可单独使用,也可联合使用。详细介绍了系统的设计思路、研制流程、工作原理、组成、功能,列出了分系统达到的技术指标和功能、性能参数,描述了系统装调过程,给出了针对地面车辆模型的红外与可见光图像特征融合算法仿真实验结果。　　 本报告突出红外与可见光成像复合探测系统与图像信息处理技术相结合的特点,对项目存在的问题和下一步工作打算进行了详细说明。本报告研究成果可用于运动平台光电跟踪探测系统的开发、仿真测试和算法应用研究,也可用于红外与可见光安防视频监控系统中。