随着海上运输业、渔业以及海洋资源开发业的发展,海难事故发生的频次也随之增加。海上环境恶劣,救援困难,我国在深远海救助保障方面存在不足,尤其是海难发生时,对海面遇险目标的搜寻技术方面明显存在不足。所以,研发一套快速、准确的机载海面遇险目标搜寻系统十分重要。红外相机成像时不受恶劣海况限制且能够全天候工作,将红外相机与救助直升机相结合,能够提高遇险目标搜寻的成功率。飞机飞行过程中产生的颠簸、晃动会使得采集到的红外图像序列存在抖动,影响人眼对遇险目标的察看,不利于后续对红外图像进行目标的检测、定位与跟踪。因此,使用快速有效的稳像算法去除基于机载平台的红外图像序列中的抖动具有重要的实用价值。本文研究了红外图像序列的电子稳像方法,包括运动估计算法、运动滤波算法、运动补偿算法。运动估计算法的准确性是稳像效果的重要保障,为了保证稳像效果,必须使运动估计算法尽可能准确地计算出两帧图像间的偏移量,本文对常见的运动估计算法,包括灰度投影算法、光流算法和特征点匹配算法进行分析,结合基于机载平台的红外图像的特性,最终选用了基于Harris角点的运动估计算法,但是采用该算法对于成像质量较差的红外图像来说存在着无法检测出数量足够且均匀分布的角点的问题。为了解决这个问题本文提出了一种采用改进的Harris角点响应函数结合距离约束条件来检测角点的方法,并对检测出的角点进行了进一步的位置坐标校正,然后利用提出的关键帧参考方式结合多尺度的金字塔光流算法进行跟踪匹配,完成了运动估计。运动滤波算法可以去除运动估计中得到的高频抖动分量,保留相机的主动运动分量。本文采用了基于Kalman滤波器的运动滤波算法得到主动运动分量。运动补偿算法是针对运动滤波算法输出的主动运动分量计算运动补偿向量,然后基于仿射变换模型对图像进行移像补偿,输出稳定的图像序列。移像后的图像边缘会出现未定义像素区域,使图像出现黑边,影响视频质量。为解决传统剪裁法降低图像分辨率、图像拼接法难以实现实时处理的问题,本文提出了一种基于邻域的未定义区域补偿算法。在图像显示区域取面积最大的矩形,将矩形图像显示区域外的区域视为未定义区域,利用未定义区域宽度的1/n邻域图像区域进行补偿,既保留了目标区域的分辨率又解决了实n时稳像的问题。实验结果表明,本文所采用的方法能够对帧频为50fps的红外图像序列进行实时处理,并且运动估计精度可以达到亚像素级别。图像序列去除抖动后,人眼在察看图像序列中的目标时更加舒适,且稳定的图像序列为后续红外图像目标检测、定位与跟踪提供了保障。