红外与可见光图像融合技术由于充分利用了红外与可见光两种成像技术的优势和互补性,有效的提高了目标探测的空间范围和探测概率,已经成为一种热门研究课题。基于这种技术的图像融合系统具有图像处理实时性好、目标探测概率高、连续使用时间长、应用范围广、成本低等优点,已经成为各国在军事、民用领域的研究重点。本文旨在利用红外与可见光图像融合技术的优点研制一套基于FPGA的便携式实时图像融合系统。本文介绍了非制冷红外成像技术的发展状况和优势,根据红外与可见光图像融合技术特点,设计了一种红外与可见光实时图像融合系统。本系统主要以非制冷红外成像技术为基础,分析了非制冷红外成像基本原理和非均匀性校正的方法,提出了适合硬件实现的红外图像增强算法和实时彩色图像融合算法,在此基础上设计了基于FPGA便携式红外与可见光实时图像融合系统方案和电路。详细介绍了融合系统的各个模块电路,主要是温控电路、双通道A/D采集电路、FPGA信号处理电路、D/A视频合成电路和电源管理电路。FPGA是融合系统信号处理核心,并基于此设计出时序管理模块、红外与可见光外同步时序控制模块、红外图像缩放模块、可见光图像提取以及图像融合功能模块。系统设计通过采用电路优化、多级电源转换、FPGA流水线处理以及优化外围电路等措施来降低功耗。在原理图基础上设计系统PCB,并进行仿真优化,最后完成了系统调试和实验分析。