随着红外热成像技术的不断发展和应用,红外热像仪在军事和民用方面越来越体现出独特的优势,表现出巨大的市场潜力和应用前景。但是由于目前红外焦平面阵列(IRFPA)探测器发展的限制,红外热像仪的成像效果还不够理想,同时也导致了整套系统成本较高等原因,影响了红外热像仪在实际应用中的应用效果。因此研制一套高效实用的、功能模块化的红外图像实时处理系统具有重大的现实意义和经济价值。本课题在对红外热像仪图像噪声、对比度等特征进行分析的基础上,以提高红外热像仪的图像质量和增强系统的实时性为出发点,结合已有的图像处理算法,设计和完成了一套模块化的实时红外图像处理系统。本课题完成的主要工作包括:(1)阅读了大量的参考文献,根据红外热像仪高速数据采集、传输、处理的实时性要求,搭建了基于ARM+FPGA的模块化硬件平台。(2)完成了FPGA处理模块、ARM控制模块的电路原理图设计、高速电路板的布局布线和抗干扰设计,并对调试过程中遇到的问题进行了分析和总结。(3)深入研究了红外图像处理的传统算法,采用非线性拟合校正的方法,扩展了校正范围,提升了非均匀性校正的校正精度;针对噪声去除的中值滤波算法进行了改进,同时采用分段线性变换的方法,在人机交互模式下灵活设置红外图像的背景、过渡区和目标的阈值对图像增强处理,并在FPGA上采用硬件的方法,实现了非均匀校正、伪彩变换等图像处理的软件算法。(4)完成了Windows CE操作系统在ARM主控模块上的定制和移植,并实现了矩阵键盘驱动程序和红外热像仪图形化界面等相关应用程序的开发。(5)成功调试了处理模块和主控模块的双口RAM通信,完成了具有精确测温,高分辨率伪彩显示,人机友好界面等多功能的实时红外热像仪的设计。与传统的红外热像仪相比,该系统利用FPGA硬件固有的并行性和独特的查表体系来执行红外图像处理的算法,实现了软件算法硬件化,保证了系统实时性的要求;整套装置采用模块化的设计模式,具有移植性较强,移动便携等优点;广泛适应于夜视监控,红外测温,无损检测等应用领域。