显微热成像可观测、记录分析细微目标的温度变化过程,在一些基于细微热分析进行无损检测的领域有着广阔的应用前景。如何提高显微热成像系统性能、降低其成本一直是显微热成像领域研究的热点。本课题在前期搭建的非制冷型光学微扫描显微热成像系统的基础上,对微扫描红外与可见光双波段显微成像理论与标定技术展开研究,具体研究工作如下:（1）针对显微热成像理论研究不完善,系统设计缺乏理论依据的问题,研究了基于温度分辨模型的显微热成像系统性能评价与优化理论。建立了显微热成像系统的最小可分辨温差与最小可探测温差模型。探究了显微模式与望远模式下温度分辨模型的关系,分析了系统温度分辨能力随放大倍率的变化情况。并对不同探测器下的理论模型进行了相应的推导,仿真分析了背景温度、空间频率、探测器类型对系统的温度分辨能力的影响。基于模型推导以及仿真分析,获得了有关系统温度分辨力的理论成果,对显微热成像系统的设计与优化具有理论指导意义。（2）针对机械加工精度不足导致微扫描过程中的误差叠加问题,基于双坐标系、微扫描原理与图像配准理论,研究了光学平板微扫描系统的各点自适应标定技术,分别计算了待标定点位于零点的相邻位置与对角线位置时的标定角度与旋转方向,并基于经验阈值确定了一种微扫描各点自适应标定策略。仿真实验与系统采图重建实验结果表明,所提出的标定技术有效减小了微扫描系统误差,提高了显微热成像系统的空间分辨率。（3）针对非制冷显微热成像系统对纹理变化不敏感、成像景深较小的问题,将显微热图像与可见光显微图像相结合,研究了红外与可见光显微图像融合方法,提出了一种基于引导滤波器的特征增强融合方法。首先,设计了新的局部线性模型,实现了红外像素强度与可见光纹理细节特征的有效结合;其次,设计了边缘感知因子与对比度调控因子,实现对弱活动区域纹理细节对比度的自适应增强;最后,采用双尺度红外特征增强策略,增强融合结果中的红外特征信息。实验结果表明该方法能够结合红外与可见光图像的典型特征,增强了显微热图像中微弱纹理的对比度,有效的提高了显微热图像的可视性。（4）针对本文提出的基于特征增强方法有可能引入噪声以及无法根据视觉任务保留有效信息的问题,提出了一种基于视觉注意机制的红外与可见光图像融合算法。首先,为了突出目标并抑制显著图中的背景杂波,设计了一种符合图像融合任务的视觉注意系统,来准确提取源图像的显著视觉特征;其次,提出了一种基于图像内容与特征相关性的显著特征自适应融合策略,基于视觉显著特征构造显著图;最后,利用基于显著图的融合策略,结合红外与可见光图像,并对弱活动区域的纹理细节进行适度增强。实验结果表明,该方法可以有效保留显微图像中的微小目标,亮度分布均匀,边缘轮廓清晰,取得了较好的视觉效果。