红外探测与成像是红外制导、武装侦察、目标搜索与跟踪等军事领域不可或缺的探测手段,然而,我国军用红外成像无论在探测灵敏度还是成像稳定性等方面均与欧美等发达国家存在较大差距,主要原因有两点:(1)国产探测器良品率低,像元间输出响应差异大且稳定性差,且非均匀性易随时间漂移,而高性能红外探测器一直受欧美禁运;(2)现有红外图像非均匀性校正算法各自有其局限性,无法实现在复杂的场景下自适应改变非均匀性校正参数。目前减小图像非均匀性的算法很多,且各具优缺点,设计一种算法,能够将各种算法的优点尽可能的集中到一起,并能在硬件上实现,是本文工作的重点。同时,系统设计也同样关键,低噪声系统电路可以提高探测器输出图像信号信噪比,优良的软件架构为红外图像处理保驾护航。为此本文开展了如下三方面研究:1、以国产探测器为研究对象,研究探测器数据手册,根据探测器所需驱动电压、驱动信号以及输出图像的特点,选择核心芯片,并由此确立了以电源板、FPGA板、驱动板、前端板组成的硬件架构,完成了四块低噪声电路板的原理图绘制并制板调试。2、介绍了Qsys平台、Avalon接口协议、Nios II处理器以及μC/OS II系统,以Qsys为平台,通过Avalon总线协议确立可拆卸系统软件架构,基于FPGA和Nios II实现软硬件协同设计,编写探测器驱动程序并通过OCC片上非均匀性校正,使探测器输出非均匀性比较低的图像信号。3、分析了红外系统非均匀性出现的原因,介绍并分析了当前比较流行的几种减小图像非均匀性算法的原理以及特点,提出了一种基于双向配准非均匀性校正的算法,通过仿真实现功能并移植到硬件系统中,在降低了图像的非均匀性的同时,其具有比较快的收敛速度且能抑制“鬼影”现象,使红外成像系统能够根据场景自适应调整校正参数,提高了红外成像系统的成像质量,确保了基于国产探测器的红外热成像系统的长时间稳定工作。本文通过这三方面的研究,提出基于双向配准非均匀性校正的算法并应用到设计的系统架构上,实现了基于国产探测器的自适应红外图像校正,克服了当前各种图像处理算法的缺点,使得国产探测器也能输出高质量图像,达到国外先进水平。