傅里叶变换成像光谱技术是利用干涉图与光谱图之间的对应关系,通过对干涉图进行傅里叶变换得到目标的光谱信息,在民用及军事等领域具有十分广泛而重要的应用。由于干涉式成像光谱仪帧频高、信息量大、算法复杂,其数据处理过程通常是在前期利用干涉仪实时获取目标的干涉图信息并存储,后期再利用电子计算机对存储的干涉图信息进行光谱复原处理而获得目标的光谱信息,这种工作方式不能有效适应军事侦查等实时应用场合的需求。现代FPGA器件体积小、容量大、速度高,较DSP器件或傅里叶变换专用芯片相比,具有开发周期短、可在线编程和修改等优点,非常适合于光谱仪实时光谱复原算法的设计需求。另外,对红外傅里叶变换成像光谱仪,由于干涉图的非均匀性及光谱复原算法对噪声的敏感性,需要对干涉图的非均匀性进行有效的校正处理。基于这种背景,项目的主要目标是研究一种基于大容量、超高速FPGA器件的适于可见光及红外的傅里叶变换成像光谱仪实时数据处理系统,能够对干涉图非均匀性进行有效校正,并实时输出目标的光谱信息。对傅里叶变换红外成像光谱仪系统,当在系统的输入端用均匀辐射照射时,即便不考虑光谱仪IRFPA探测器非均匀性的影响,由于干涉仪的作用,光谱仪IRFPA探测器输出的也是明暗相间的非均匀的干涉图像,因此,对傅里叶变换红外成像光谱仪IRFPA探测器的非均匀性的定标,通常是采取离线定标方式,即将IRFPA探测器拿出来进行单独定标,之后再在光谱仪数据处理系统中利用事先获得的定标数据对干涉图的非均匀性进行校正处理。这种定标方式,不仅费时费力,而且会引入很多噪声,使得对定标数据的处理变得非常复杂;再者,当光谱仪组装完成之后,不能够再对光谱仪IRFPA探测器的非均匀性进行重新定标,除非再从仪器中把红外探测器取出来,因此随着光谱仪工作环境的变化而导致光谱仪IRFPA探测器工作点发生温度漂移时,利用事先获得的定标数据对工作状态已发生变化的IRFPA探测器的非均匀性进行校正,必然会导致校正精度下降,从而影响复原光谱的精度。当在傅里叶变换红外成像光谱仪系统组装完成之后,利用均匀辐射源作为光谱仪的输入信号,采集此时光谱仪输出的若干幅图像作为定标图像,然后在光谱仪的数据处理系统中利用这些定标数据对光谱仪正常工作时输出的干涉图的非均匀性进行校正,这种定标方式称为光谱仪IRFPA非均匀性的在线定标。这种定标方式,简单方便,定标精度高,可以对光谱仪IRFPA非均匀性进行重复定标,能够有效解决因光谱仪IRFPA探测器的温度漂移导致的非均匀性校正精度下降的问题,有效增强光谱仪对环境变化的适应性。项目对时间调制、空间调制及时间-空间联合调制三种类型的傅里叶变换红外成像光谱仪系统,分别研究出了相对应的对光谱仪IRFPA非均匀性进行在线定标及校正的有效方法,不仅极大地简化了光谱仪非均匀性的定标过程,提高了校正精度,而且使得星载傅里叶变换红外成像光谱仪非均匀性的在轨定标与校正能够实现,使星载光谱仪的成像质量得到极大提高,对提升我国空间成像光谱仪的效能具有重大的战略意义。另外,项目针对傅里叶变换成像光谱仪在军事侦查等实时应用领域的需求,研究出了一种基于大容量、超高速FPGA器件的傅里叶变换成像光谱仪实时数据处理系统,将非均匀性校正与光谱复原算法集成在一个FPGA芯片内,能够满足红外与可见光两种类型的傅里叶变换成像光谱仪的使用需要,以流水线方式运行,对干涉图的非均匀性进行实时校正,实时输出目标的光谱信息,能够有效适应光谱仪帧频高、信息量大的技术要求,为后续基于光谱的目标实时识别与应用等方面的研究奠定了良好的技术基础,对傅里叶变换成像光谱仪在军事侦查等实时应用场合的发展具有重要的现实意义。