随着红外探测技术和超大规模专用集成电路的发展,实时红外成像系统得到了越来越广泛的应用。如何针对红外图像的特性对红外图像进行实时处理,得到能真实反映探测场景、适合观察分析的红外图像是目前红外成像技术的研究热点。针对红外图像在被采集后立即进行预处理,简化后级数字信号处理单元的繁重任务,在红外成像技术中具有重要意义。本论文主要工作如下:(1)对红外成像的原理、红外图像的形成过程、红外图像的特征以及红外图像与可见光图像的区别进行了阐述。(2)简要介绍了频域中图像的增强算法,以及图像的灰度变换原理。(3)通过对时域中各种算法的分析对比,以及时域处理与频域处理的对比,选择数种适合红外图像预处理的算法进行硬件实现,然后再根据硬件实现的难易程度和算法对硬件资源的占用率,以及最终对图像的处理效果,选择一种最佳的平滑和锐化方法。(4)针对FPGA的特点,采用了模块化结构设计,方便构成并行运算,充分体现了实时处理的要求。(5)分析了红外图像灰度变换的硬件构成,实现了对红外图像的直方图统计。(6)阐述了I~2C总线标准,使用I~2C总线对SAA7115视频图像处理芯片的控制,对模拟的红外图像采集、量化成数字图像信号;由于采用SDRAM进行数据的存储,所以针对数据的存储及读取方式设计了SDRAM存储器的控制器,将量化后的数据存储到SDRAM存储器。(7)详细阐述了图像频域处理的硬件实现方法,并特别说明了DFT的FPGA硬件构成方法及这种方法与DSP处理器构成方法的区别。然后针对整个系统的时序构成及时序要求,采用了PLL核构成了系统的时序部分,并对系统进行了优化,以提高运行速度及减少资源占用率。