在火场中清晰地辨识受灾目标具有十分重要的意义,这同时也是在军事以及国土安全领域十分棘手的难题。本论文是红外热成像和数字全息成像的交叉研究,是近年来兴起的新兴成像研究热点领域。本论文拟开展在火焰、浓烟等干扰条件下对受灾目标进行实时三维红外数字全息成像重建,突破强高温干扰对传统红外热成像的致盲效应限制,从而清楚的观察受灾目标。通常情况下的目标观察方式大多集中在可见光和红外光波段内,分别利用相应波段的成像器件对目标和场景进行观察。但是在发生火灾的区域中,仅仅使用传统的成像观察方式并不能满足要求。一方面,由于大火和浓烟的遮蔽作用,可见光波段的短波长散射效应明显,不适合这种浑浊介质,因此利用可见光观察的方式几乎无法看到火场中的目标情况,给搜救带来了极大的困难。另一方面,仅仅使用红外热成像的方式也具有一定的掣肘。虽然长波红外光可以在一定程度上透过粉尘,雾霾,但究其根本红外热成像是一种温差成像,被观测场景中如果出现过高的目标温度时,会导致焦平面上象元响应的饱和,使其无法正常观测目标。因此,本论文的研究目的在于能够通过将红外热成像理论和数字全息理论进行结合,开展红外数字全息成像的具体理论研究,利用二氧化碳激光作为辅助光源进行照射从而将这两者在目标观察方面的特点进行优势互补,深入研究无透镜的实时成像,破除红外热成像过程中火焰及浓烟的高温对其他目标的致盲遮蔽作用,清楚的观察火场中的受灾目标。这项研究对消防搜救工作具有极为重要的指导作用,同时这项研究也对今后红外热成像的发展提出了一种新思路和新设想,具有十分重要的意义。根据红外数字全息的理论基础,以及在论文完成期间所遇到的科学问题,本文将从信息光学和图像处理两个角度出发,对红外数字全息图像增强关键技术进行研究,主要内容包括四个方面:1)红外数字全息的自适应聚焦算法。2)红外数字全息图干涉条纹增强算法。3)红外数字全息零级衍射谱滤波算法。4)透火焰红外数字全息图像的分辨率增强算法。本论文将为火灾搜救工作提供坚实的理论依据及技术支持。