本文在深入分析红外焦平面阵列热成像系统工作原理的基础上,根据红外图像处理系统的实际应用,研究了相应的图像处理算法,为使其实时实现,本文对算法基于FPGA的高效硬件实现进行了深入研究。首先对IRFPA器件的工作原理和读出电路结构进行了分析,叙述了相应的驱动电路设计原理和相关模拟电路的处理技术。然后,以本文设计的基于FPGA高速红外图像处理硬件系统为运行平台,针对红外温差成像图像高背景、低对比度的特点和系统中主要存在的非均匀性图案噪声,研究了非均匀性校正和直方图投影增强算法的实时实现技术。还将基于FPGA的红外图像处理的实现技术,拓展到一些空域、频域及基于直方图的图像处理基本算法。其中以红外增强算法作为重点,引入了一种易于FPGA实现、基于双阈值调节、可有效改善系统成像质量的增强算法。并在FPGA硬件平台上成功地实现了该算法。最后,本系统还将处理后的图像数据转化成了全电视信号,实时地显示在监视器上。实验结果表明,本文设计的系统,能够很好地完成大容量数据流的实时处理,有效地改善了图像质量,显著提高了图像显示效果。