红外—光学成像制导系统中，当传感器和目标之间的距离很远时，目标图像在导引头焦平面呈现点目标特征。为了提高信噪比和检测概率，红外—光学图像检测系统常常要进行多帧图像目标信号能量累积。现有关于能量累积的理论和算法基于多帧图像中目标在位置上互相对准的假定。然而，图像随机抖动会造成点目标在图像帧间的随机运动。尤其是在点目标情况下，那么关于位置互相对准的假定是不成立的。本文对抖动目标能量累积过程建立数学模型，在此基础上研究点目标图像抖动情况下，多帧图像信号能量累积对信噪比和检测概率等参数的影响，并且探索滤除抖动以实现有效的能量累积的方法。本文的创新点主要有以下几个方面：1．定义了广义的“抖动”。“抖动”在不同领域有不同的定义，但是结果都是造成目标在图像帧间的随机运动。本文从成像系统点扩散函数的角度出发，定义抖动为系统点扩散函数中心位置随时间变化产生的随机偏移。这个定义赋予抖动明确的数学模型。2．针对抖动点目标图像处理提出了一种随机累积模型。抖动的随机性给希望通过能量累积来提高目标信噪比的方法造成困难，建立抖动目标随机累积过程的数学模型，分析抖动对点目标检测性能的影响，对点目标检测系统的设计有重要意义。3．用随机累积模型分析点目标通过大气湍流所成的短曝光、长曝光像的空间分布特征，得到了长曝光斑点函数是短曝光斑点函数与抖动分布函数的互相关的结论。大气湍流随机地干扰来自目标的辐射的传播，使成像焦平面产生像位置偏移和模糊等效应，严重限制了系统成像的信噪比。点目标通过湍流流场所成的斑点图像，是研究湍流效应统计特性的基础。用随机累积模型来分析长曝光像的空间分布，是一种创新的方法，最后得到了有意义的结论。4．提出了基于自适应邻域时空双边滤波的点目标图像预处理算法。算法融合了双边滤波技术和自适应邻域技术的优势，快速、有效去除噪声，同时保持图像细节，增强背景和目标对比度。算法没有严格限制目标作直线运动，适用于抖动点目标图像预处理。5．将动态偏移场理论用于抖动点目标图像处理，提出一种位置偏移量滤波方法。由动态偏移场模型理论可知，抖动失真是图像偏移的一种高频变化。因此，在频域中对偏移量滤波应能抑制抖动。位置偏移量滤波是基于动态偏移场理论的一种位置—时间序列的滤波方法。实验证明，此算法能够在保留点目标低频运动的同时有效地滤除高频抖动。