非制冷红外成像系统以其体积小、质量轻、功耗低、性价比高、携带方便等优点,在红外成像系统的发展中占据着重要位置。其产品在军事、工业等诸多领域有着广泛的应用,是当前红外热成像系统研究的热点。本课题围绕非制冷红外焦平面图像处理系统的结构和整体硬件平台展开研究,在分析了红外图像特点和不同处理算法的实现形式后,详细剖析了微测辐射热型探测器,即系统使用的红外焦平面探测器的工作原理、性能参数及其工作特性;然后根据非制冷红外探测器机芯组件开发协议,分析本系统实现的功能和主要技术指标,在此基础上确定本系统所要遵循的设计原则和技术要求。通过分析比较了当前各种图像处理系统的结构和硬件实现方案,提出了基于FPGA的非制冷红外焦平面图像处理系统的设计方案,接着深入地研究了微测辐射热探测器UL03191、热电制冷集成温度控制芯片ADN8830、高速AD转换器AD9240AS、视频编码芯片SAA7104E、高速MCU芯片C8051F047、数据存储器IS61LV51216以及LVDS编码器DS90CR287MTD的工作原理和时序逻辑,基于这些器件完成了图像处理系统的硬件设计。采用VHDL语言,在QUARTUS II编译环境下完成了FPGA处理系统的控制逻辑设计;针对红外图像的特点,利用FPGA来实现红外图像处理的算法以改善图像的信噪比,包括红外图像的非均匀性校正和盲元替代;并且系统能够根据外部输入指令,实时地对红外图像进行了亮度、对比度、放缩的图像控制。使图像处理系统的功能丰富化,提高整体成像质量。系统完整地实现了红外图像的采集、处理、传输与显示等功能。