随着“一带一路”的战略提出,我国海洋产业快速发展,相关海事活动不断增加,海上交通事故也随之频繁发生。红外成像系统由于探测距离远,抗干扰能力强,全天候等特点被广泛运用在搜寻救助船只上。受红外探测器制作材料和腐蚀工艺等因素的影响,致使红外探测器各单元的输出响应存在较大误差,严重影响了红外成像系统输出图像质量。因而需要对红外图像进行盲元检测与盲元补偿及非均匀校正等处理。本文首先对黑体响应特性和盲元噪声特性及产生机理进行了详细阐述。其次针对盲元检测方法,深入分析了双参考源检测法及3σ检测法的原理,并在3σ检测法的基础上,本文对多帧不同温度的红外序列图像进行讨论,采用相同条件,进行多次实验,在时间轴上进行分析,能够消除随机噪声对检测结果的影响,提高盲元检测的准确率。最后从基于单帧图像的盲元补偿方法出发,重点研究线性插值法,在其基础上,针对连续盲元和盲元簇问题,给出了一种扩展邻域补偿法,并对黑体图像和海面红外图像的盲元补偿结果进行详细分析。本文阐述了海面红外图像特点及非均匀噪声的产生机理。研究了基于黑体定标非均匀校正方法中的单点、两点、及多点非均匀校正方法,在这些校正方法的基础上,给出了一种基于概率最小二乘多点非均匀校正方法作为初步校正方法,以用于消除非均匀噪声中的固定模式噪声。该方法通过采用多个黑体定标温度点进行拟合,使输出响应特性曲线能够更加准确地逼近探测器在线性范围内的响应曲线,克服了温度测量的动态范围与校正精度之间的矛盾。虽然初步校正方法能够消除大量的非均匀噪声,但还是会存在剩余非均匀性和条纹噪声,并且对红外成像系统在工作时产生的随机噪声也无能为力。针对上述问题,本文研究了基于多帧场景的非均匀校正方法中的时域高通滤波校正方法和神经网络校正方法,这两种方法可以随着环境的变化自动调整校正参数,具有很强的适用性。由于这两种校正方法是从时域角度出发,对连续多帧的视频图像进行计算,计算量会非常大,需要考虑硬件系统的处理速度和存储容量等因素的影响,不适合对海面红外图像实时非均匀校正处理。基于此,本文给出了一种基于高斯高通滤波方差补偿矩匹配非均匀校正方法作为细校正。该方法在初步校正后,从基于单帧的场景图像出发,深入研究了基于方差补偿矩匹配非均匀校正方法。针对该方法在校正后图像高频区域会出现较为严重的阴影噪声问题,采用二维高斯高通滤波提取图像的高频敏感区域,消除高频区域对非均匀校正的影响,提高非均匀校正的精度。为了有效验证本文给出的方法,针对实验室黑体环境和海面实际环境开展了多次红外图像采集实验,并利用实拍的黑体图像和海面图像进行了可靠性验证。经过主观观测和客观指标评价的实验结果表明,本文给出的方法能够很好地消除盲元点和非均匀噪生,提高红外图像输出质量,在工程应用领域具有重要研究意义。