红外成像技术是一种可以利用光电转换,将红外辐射转换为人眼可见图像的高新技术。如今,其在军事领域和民用领域发挥着越来越重要的作用。作为红外成像系统重要组成部分的图像采集处理电路,如何实现红外信号的高信噪比、高速传输、采集和实时处理,一直是红外成像系统的研究重点。随着FPGA技术的高速发展,为这一研究提供了新的解决方案。本文主要对基于现场可编程门阵列(FPGA)的红外成像系统进行研究和设计。首先对红外成像系统的研究背景和意义做了详细介绍,随后分析了国内外的发展及研究现状。在此基础上,根据640×512中波制冷型焦平面阵列探测器组件的技术指标,在硬件方面设计了探测器偏置电路、信号预处理电路、模数转换电路、FPGA信号处理电路以及串行通信接口电路。为保证信号传输的稳定性,对探测器输出的4路模拟信号采用差分信号的形式进行传输。在软件方面设计了以FPGA为核心器件的各种时序控制信号,负责为探测器提供稳定的工作时钟信号、A/D转换的时序信号以及存储器的控制时序信号等。由于红外探测器的非均匀性,采用两点校正法对输出的红外图像进行非均匀校正,并利用时空相关性的盲元补偿方法对焦平面阵列中存在的盲元进行替换,又因为输出红外图像的对比度较低,导致图像的层次感不明显,所以在后期需要对图像进行图像增强。为解决输出红外图像存在的上述问题,用FPGA硬件电路分别实现了红外图像的非均匀校正、盲元替换和图像增强。最后,分别对红外成像系统的硬件电路和软件代码进行了调试。并通过成像实验得到了清晰的图像,验证了系统设计的可行性,满足了项目的设计需求。