近年来,红外成像系统在军事、航空航天、通信及医学等领域得到了广泛的应用。但受红外探测器件本身及环境的影响,红外图像存在噪声大、对比度不高等问题。基于软件的图像处理系统已无法满足过高的实时性要求。因此,开展实时性好的基于可编程逻辑门阵列(FPGA)的红外视频采集与图像处理算法的研究与实现具有重要意义。本文主要的研究内容如下:首先介绍了红外成像系统的成像原理以及红外图像的特点,介绍了几种图像预处理算法。包括:改进的脉冲滤波算法、改进的中值滤波算法、伽马变换和直方图均衡化的组合算法以及改进的伪彩色变换算法。针对以上不同算法进行了仿真研究,为后续基于FPGA实现相关的算法提供了理论基础。其次搭建了基于FPGA的红外成像系统。介绍了系统的组成。基于FPGA完成了红外图像采集、视频解码、数据缓存及显示等模块的设计与实现,并采用基于单片SDRAM不同BANK之间的乒乓操作缓存机制,以实现系统视频数据的连续传输。随后基于FPGA实现了伪彩色变换算法,包括密度分层法、线性变换法及改进的线性变换法。同时研究了红外成像系统的测温原理,并完成测温模块以及时间显示模块的设计与实现。最后基于FPGA实现了前期提出的图像预处理算法,介绍了算法实现的电路方案以及硬件结构,并分别对算法进行了波形仿真以及板级验证。同时给出了算法处理效果的对比图。论文的研究对基于FPGA的红外成像系统的设计具有重要的参考价值。通过进一步的完善,可望得到低成本、实时性好的红外成像系统,可以满足诸多场合对实时红外成像系统的需求。