对高空高速运动目标的紫外探测就是对其羽烟辐射的200nm~280nm“日盲区”紫外光进行成像探测,由于大气对紫外光的吸收和散射等作用,到达探测器的紫外信号极其微弱,因此如何处理紫外微弱图像信号成为了紫外成像探测技术的重点。为促进紫外成像探测技术在军事方面的具体应用,本课题在提出总体技术指标的基础上,主要对紫外微弱图像信号处理相关算法进行了分析和研究,设计出相关的软硬件系统,并通过仿真验证所选算法和对系统设计进行验证评价。首先,简要阐述了紫外成像探测系统的相关技术基础,具体分析了高空高速运动目标的时间空间特性和紫外辐射特性,建立了紫外传输方程和目标运动方程,并对紫外微弱信号处理的方法和流程进行了研究。其次,在分析紫外数字图像特点的基础上,建立紫外目标模型,研究了基于单帧图像的预处理、背景抑制以及目标检测九种相关算法,通过仿真验证,最终选择灰度变换作为图像预处理算法、自适应中值滤波作为图像背景抑制算法,以及自适应阈值分割作为目标检测算法,并利用MATLAB仿真验证了这三种算法的数字图像处理效果。然后,根据提出的总体技术指标以及软硬件总体设计方案,设计出紫外成像探测软硬件系统。通过器件选型,最终采用CycloneⅣ系列的EP4CE30F23C7N+TMS320DM642作为硬件电路核心处理架构;同时利用QUARTERSⅡ开发平台以及Verilog HDL和VHDL等开发语言,对系统的总体软件(包括图像采集、图像存储、图像传输以及图像显示四个部分)进行设计,并利用Modelsim进行仿真验证,验证了图像采集单元、图像存储单元、图像传输单元以及图像显示单元设计的正确性。该课题成果对高空高速运动目标紫外成像探测进一步研究,及其在紫外目标搜索、紫外目标预警、紫外末制导等方面的应用,提供理论方法和工程技术指导,具有重要的作用和意义。