随着器件结构设计与工艺水平的提高，红外焦平面探测器生产工艺日益成熟。红外焦平面探测器朝着大规模阵元、小像元尺寸和高探测灵敏度快速发展，红外成像产品也在军事和民用等领域得到日益广泛的应用。而凝视型红外成像系统中图像非均匀噪声严重影响了系统成像质量，是红外成像技术研究的关键内容。目前，红外图像非均匀校正方法大致可分为基于参考源定标与基于场景的校正方法两类，且两种方法各有优劣。本论文使用基于FPGA的制冷型红外成像系统实现实时图像采集和处理，对基于参考源定标和时域高通滤波的非均匀校正算法进行了深入研究。主要工作有：本论文针对红外成像系统成像原理，建立了焦平面探测器上单个阵元响应模型，定性分析了入射辐射度与探测元响应关系。依据黑体辐射定律分析了温度与红外辐射强度关系。结合实际红外系统结构，对入射辐射通量与系统光学系统自身辐射关系进行了研究。本论文为定量测量各非均匀引人因素对焦平面阵列输出响应影响，通过实验的方法对红外探测器归一化响应曲线进行标定。分析了目标温度、环境温度变化和系统工作状态变化对探测器输出响应的影响。本论文根据基于参考源定标的方法，提出了基于环境温度补偿和基于最小二乘法自适应系数校正方法，实现对环境温度和“温漂”引入的非均匀噪声进行校正。本论文研究了基于时域高通滤波的非均匀校正法，提出并实现了一种实时场景分析的时域高通滤波算法。通过该算法对原始图像进行图像复杂度分析和空域低通滤波，对数字图像数据进行选择与修正，能较好消除时域高通滤波算法中常出现的鬼影。