非制冷红外成像技术随着时代的变迁而不断发展,使其在诸多方面逐渐起到了不可替代的作用。图像非均匀性,图像噪声,图像细节是衡量红外成像系统所成图像的三个重要指标,但因红外探测器的制造材料,以及探测器的制作工艺所带来的影响,使得现有的红外成像系统在以上三个方面仍有不足。通过改进探测器的制造工艺来提升成像效果的方法难度较大,因此,改进现有的红外成像算法来提高成像质量成为一条切实可行的路线。近年来,因FPGA在数据并行操作和多级流水线方面的优势,使其成为最适合处理实时图像算法的硬件平台。本文以MATLAB作为算法的仿真平台,在FPGA上完成相应设计,展开红外成像系统的关键算法研究,主要内容如下:（1）针对原有非均匀性校正算法存在探测器本身带来的固定非均匀性和与时间相关的温漂噪声带来的非均匀性,提出一种噪声模板自适应的非均匀性校正算法。对于探测器本身性质带来的固定非均匀性,采用经典的两点校正来处理。对于因探测器长时间使用而产生的温漂噪声所带来的非均匀性,通过使用噪声模板和横向梯度指标来进一步消除。研究结果表明,该算法能较好地消除红外图像的这两种非均匀性。（2）针对原有红外时间去噪算法存在像素灰度值变化判定不准确等问题,提出基于双重判定的红外帧间去噪算法。该算法对相邻两帧图像的差值进行两次判定。第一次,以某像素领域内灰度变化一致像素的个数,判定是否为运动像素。非运动像素进行二次判定,判定其灰度值变化,若超过阈值,为运动像素,否则判定其灰度值变化由噪声产生。最后,运动像素以新帧值赋值,其余像素以两帧图像的相应像素求平均赋值。研究结果表明,该算法能较好地去除帧间噪声。（3）针对原有增强算法存在细节增强不匹配、易增强噪声等问题,提出增强系数自适应分配的红外增强算法。该算法通过导向滤波,找到图像细节,将其灰度值与整幅图像灰度平均值比较,根据差值不同,分配不同增强系数。研究结果表明,该算法能在增强适度细节时,减少噪声增强。