本文以光电侦察系统中广泛应用的红外成像系统为研究对象，系统地分析了红外成像系统的特点和战术技术要求，概述了红外成像系统的组成和工作原理，介绍了国内外红外技术的研究现状，研究了目标与背景辐射特性、红外传感器技术。 本文对实时红外图像信息处理系统进行了研究，设计和实现了一种基于多DSP+FPGA的实时图像信息处理系统。该系统工作稳定，能够实现对地面和海面典型目标的检测和跟踪。系统采用多DSP+FPGA硬件框架，并充分利用了FPGA处理器实时性好、可重构设计、低功耗、设计灵活以及易于在线调试等优势。 分析了红外焦平面图像低对比度、非均匀性、宽动态范围等特性，提出了红外图像的预处理算法。对红外成像过程中红外图像的非均匀性校正、图像噪声抑制、红外图像增强等处理技术进行了系统深入地研究。 论文详细介绍了预处理算法中基于FPGA的两点温度定标的非均匀性校正、中值滤波、扩展灰度线性变换算法的设计与实现。 对红外序列图像的对比度线性增强算法进行了研究，提出了一种基于多级均值思想的图像线性增强方法。该方法易于FPGA实现，能根据图像内容自适应地选择合理的图像线性增强参数，实现图像的线性对比度增强，是一种实用的对比度增强方法。