红外热成像技术在军事和民用领域都有着广泛的应用,具有较大的发展潜力。红外焦平面阵列成像是红外热成像系统的发展趋势。然而,红外焦平面阵列由于受半导体材料和工艺水平的限制,使得红外焦平面阵列各探测单元存在响应的非均匀性。非均匀性的存在极大地影响了红外成像系统的性能,在非均匀性严重的情况下甚至使探测器失去探测能力。因此,在实际使用过程中必须对红外焦平面阵列的非均匀性进行校正,尤其对非致冷红外焦平面阵列的非均匀性进行校正是具有理论研究意义和实际应用价值的。本文首先介绍了红外图像的特征及红外焦平面阵列非均匀性的产生原因,并讨论了红外焦平面阵列响应特性的测量方法。然后对常用的基于定标和基于场景的非均匀性校正算法进行了深入的研究,详细分析了各种算法的原理、方法和优缺点。在此基础上本文提出了一种符合红外焦平面阵列探测器非线性响应特性的校正算法——‘S’曲线校正法,并对各类校正算法作了对比分析,实验结果表明‘S’曲线校正法在较大的动态范围内能取得较好的非均匀性校正效果。盲元作为红外焦平面阵列非均匀性的极端表现,它对最终的成像质量有着重要的影响。本文对各类盲元检测和补偿算法做了详细的分析和比较,并讨论了其各自的优缺点,最后提出了一种基于时空相关性的盲元补偿算法。实验结果表明基于时空相关性的盲元补偿算法不仅能对较小的盲元点实现补偿,而且对较大的盲元块同样能取得很好的补偿效果。最后介绍了基于TMS320DM6437的红外成像系统的结构、工作原理及设计方案。重点讨论了盲元处理及非均匀性校正算法在该平台上的实现方法。测试结果表明,该系统具有运算速度快、实时性好、校正精度高、动态范围大、通用性强等优点。