随着科学技术的发展，红外成像系统的性能越来越高，对目标的识别能力也越来越强，应用也越来越广泛。但是与此同时，传统的红外成像技术也面临着红外对抗技术的挑战，红外对抗技术利用人工红外干扰和红外伪装等方法，使传统红外成像系统不能对目标进行准确有效地的探测。而红外偏振成像技术能够提高对伪装和隐身目标的探测能力，红外偏振成像技术不仅可以获取目标的红外强度信息，还能获取目标的偏振信息，由于不同的物体一般会表现出不同的偏振状态，因此获取的偏振信息能够表现出目标的一些轮廓信息，使得红外偏振成像技术能够比传统红外探测技术更有效地识别伪装目标。
　　本文使用斯托克斯矢量描述目标的偏振态，根据4个方向的偏振数据，即可利用斯托克斯矢量计算出目标的偏振信息。本文所使用的红外偏振探测器件为非制冷红外偏振焦平面阵列，此阵列在每个像元前均加工有一种角度的光栅，整个阵列的光栅共有4种偏振方向并且成规律分布，从而可以实现同时获取4个角度的偏振数据。但是这样的光栅角度分布也同时导致了4个偏振角度数据分辨率的降低，直接计算偏振信息的话，将会得到低分辨率的偏振信息图像。因此需要使用超分辨率重建算法对偏振数据进行处理，最终得到高分辨率图像。
　　针对偏振信息分辨率降低的问题，本文通过搭建的红外偏振探测成像系统，首先获取了目标的红外偏振数据，然后通过分析非制冷红外偏振焦平面阵列的光栅角度分布规律，提出了三种偏振信息图像的重建方法，分别为超级像元计算并进行超分辨率重建方法、错位计算方法、超分辨率重建恢复原始数据方法。经过对三种方法重建出的图像质量的评价对比，发现第三种重建方法得到的偏振信息图像细节较多，重建效果较好。
　　本文随后又提出了一种改进的红外微偏振图像超分辨率重建算法，此算法基于第三种重建方法即超分辨率重建恢复原始数据方法，结合使用了双立方插值和基于梯度的插值，实现对边缘信息的增强。经过对重建出的图像进行质量评价，并与前面的重建方法进行对比分析，可以得到结论，此改进算法优于前面三种重建方法，能够有效地增强边缘信息，提升图像质量。并且此改进算法容易实现，能够在硬件上实现算法的实时处理。