随着对目标探测的要求越来越高，传统的单一探测模式的局限性也越来越明显。增益调制激光雷达不但能成强度像，而且利用两帧强度像可以解算得到距离像，且横向与纵向分辨率高，但是激光雷达是通过发射激光脉冲，经目标散射后，由探测器接收的主动探测模式来实现目标探测的，其隐蔽性低，不适合进行大范围扫描。被动红外探测是利用物体自身发射的红外辐射进行被动成像，其优点是作用距离远、隐蔽性强、可全天候工作，但是被动红外图像往往边缘模糊、信噪比低、无法获得精确距离信息。因此将激光主动探测与被动红外探测结合起来，实现主被动复合探测是有效探测的新思路。本文首先研究了增益调制激光雷达系统和被动红外系统的成像仿真原理，分别对天空背景目标和地面背景目标进行了仿真成像，分析了主被动图像的特点。分别利用中值滤波和梯度倒数加权滤波对主被动图像进行预处理，通过手动选择控制点的方法和基于图像特征点与基于互信息相结合的方法得到与激光雷达强度像配准的被动红外图像。然后利用基于小波变换的图像融合方法，将激光雷达恒增益强度像与被动红外图像融合，并评价了图像的融合效果。再与激光雷达距离像融合，最终得到四维（三维坐标和相对强度）的融合图像。本文主要研究了主被动图像的配准与融合，利用激光雷达恒增益强度像对激光雷达距离像进行背景抑制，以达到距离目标的有效分割。通过配准与融合使目标的红外信息、高分辨率信息以及距离信息综合起来，为后续的目标识别、跟踪提供完整、可靠、全面的信息。