本文对红外、可见光两种不同谱段图像的匹配技术进行研究,在对红外和可见光两种传感器成像原理分析的基础上,研究了图像预处理方法、相似性度量和匹配策略等技术,通过大量实验得出,基于边缘信息的灰度互相关法对红外与可见光匹配有一定的鲁棒性。第一部分,从红外图像与可见光图像的成像模型出发,比较两者在成像原理上的差异,在成像特点上分析得到它们的相似性,为匹配提供了理论基础。第二部分,以边缘特征为两者在成像上的共性特征,提出了不同的预处理方法以增强该特征。最后采用了先边缘增强再直方图均衡化的技术,突出了不同谱段图像的边缘特征,还使灰度分布范围区域一致,尽量消除不同谱段灰度差异大的不利因素。在实验中,根据边缘密度,匹配信噪比等指标,分析各种边缘检测算子和不同预处理方法之间组合的性能。第三部分讨论了相似性度量的一般办法,包括灰度相关法,相位相关法,最大互信息法和对函数法等。通过实验,对上述各种相似测度进行了对比,比较了各种相似性度量方法在匹配精度,匹配时间以及匹配概率等方面的性能,显示出可见光图像与红外图像在进行匹配时采用灰度相关法性能更加稳定可靠。第四部分讨论了匹配速度和匹配概率之间的关系,引入序贯相似性检测算法(SSDA)、多分辨率分级搜索等快速匹配算法,也提出了序列匹配策略以提高匹配概率。实验证明,综合利用这些策略可以提高匹配速度和匹配概率。