为了改进红外热像仪综合性能指标的适用性并减小视觉感知引入的检测不一致性，研究了TOD检测方法及其机器视觉实现技术．针对MRTD方法在评价凝视阵列热像仪综合性能时的局限性，分析了TOD检测方法对凝视阵列热像仪动态场景检测、动态非均匀性校正等技术的适用性，通过在成像观测环节用人类视觉传递函数及心理认知模型取代人类视觉观测过程，用模糊函数抽取模拟热像仪信道模糊过程，用几何模板匹配取代视觉认知过程，实现了TOD指标检测过程的客观化．采用TOD检测方法可将热像仪综合性能指标的测量不确定度由±20％改善到8％，采用几何模板匹配过程实现机器判读时可进一步减小约1／2．采用TOD指标及机器视觉实现方法可有效提高凝视阵列热像仪综合性能指标的适用性和一致性．

通过分析炮管内膛影响CCD成像质量的光强，光的均匀性，视场大小和空间分辨力等因素，提出了增大CCD成像镜头的景深对光电窥膛光学系统的光路结构及其参数优化设计的方法，并建立数学模型，提高了CCD摄像机在炮管内膛的成像质量，使图像在亮度，均匀性，色彩和清晰度方面达到很好效果。

针对红外图像的特点，提出了一种基于直方图变换及图像融合的红外图像增强的新方法。该方法利用平稳小波分解进行噪声抑制，通过自适应直方图均衡提高图像对比度，并利用非线性滤波算法增加新的高频分量，最后进行图像融合以实现图像的增强。该算法克服了传统直方图均衡增强背景而削弱目标以及平台直方图均衡中难以选择平台值的缺点，并大幅度提高了图像的细节。实验结果表明，该算法对红外图像具有很好的增强效果，可以很好地抑制背景，提高目标的对比度，同时使目标的细节更加明显。