红外航空遥感能够对陆地、海洋和大气目标进行全天候、准实时和立体化的观测,对获取地面资源信息和保障国家安全具有重要意义。红外航空遥感技术经历了五十多年的发展,随着红外探测材料和工艺的进步,红外探测器也经历了从单元探测器、线阵探测器到面阵探测器的发展阶段,红外航空遥感的成像方式也经历了从单元摆扫、线阵推扫、多元并扫到面阵画幅式扫描的过程。目前机载红外遥感成像向着高空间分辨率和高光谱分辨率的方向发展,随着红外面阵探测器的逐渐成熟,利用面阵探测器进行扫描成像能够获取宽视场和高空间分辨率的红外遥感图像,因此成为技术发展的热点。实时获取大视场的热红外图像,对地物目标进行实时跟踪和观测,在战场侦察、应急救援中具有很高的应用价值。本论文以画幅扫描成像方式获取的遥感图像为数据源,对图像的实时拼接技术进行了深入研究,研究内容及研究取得的成果主要包括:在深入分析画幅扫描成像方式的运动模型基础上,针对画幅扫描图像实时拼接系统的需求,设计了基于图像点特征算子来进行图像快速配准及拼接的方案;通过对图像点特征算子性能的测试和验证,选取了快速稳定的点特征算子;利用扫描行间的图像配准关系,对图像的位置姿态参数进行了恢复和优化,通过扫描行图像到拼接图像的配准和融合,完成了画幅扫描拼接图像的实时更新;为了提高拼接系统的实时性,利用GPGPU对算法进行了并行加速,实现了较高速率下的图像实时拼接。本文的创新点主要有:1.分析了画幅扫描成像方式的运动模型,根据运动特点对图像的外方位参数数量进行了简化,设计和实现了基于图像配准关系的外方位参数恢复方案2.为画幅扫描图像的拼接选取了快速稳定的图像点特征算子,然后利用位置敏感哈希算法对图像特征匹配进行了加速,在保证一定匹配精度的前提下提高了图像配准速度。3.提出了一种简化的光束法平差策略,降低了扫描行间的图像配准累积误差对拼接精度的影响,提高了图像位置姿态参数的精度。通过扫描行图像的快速稳定配准和融合,完成了拼接图像的快速更新。4.针对拼接系统中各算法模块的特点,利用CPU+GPGPU异构模式对算法进行了实现。通过CPU和GPGPU的分工合作,并利用GPGPU硬件平台对适宜于并行实现的算法进行加速,优化了程序流程,提高了拼接的实时性。论文最后对画幅扫描红外图像实时拼接系统的下一步研究工作和工程应用提出了建议。