在目前的微光夜视领域,低照度CMOS体积小、能够24小时工作,但在月光照度以下信噪比较低;ICMOS由于具有像增强器提供的高增益特性,比较适合在夜间工作。红外图像则完全不受时间影响,虽然缺乏细节但能提供目标信息。为了在进一步提高夜视能力的同时实现整机的小型化,本文采用国产三代像增强器、NSC1105型CMOS与UL04472型非制冷红外焦平面研制了一体化的红外与ICMOS图像融合系统硬件机芯部分,并在FPGA中实现了非制冷红外与ICMOS图像的预处理与融合过程。本文首先在实验室已有的ICMOS硬件方案基础上,按照低功耗、小型化的原则,设计基于FPGA的非制冷红外与ICMOS图像融合机芯,并调试各硬件模块,使用单片FPGA同时驱动两片传感器;其次,对非制冷红外与ICMOS图像进行预处理和图像拉伸与配准过程,红外图像预处理过程包括非均匀校正以及中值滤波,ICMOS图像需要在夜间照度下消除高斯噪声,两路图像都进行了直方图均衡化增强图像对比度,配准时主要以ICMOS图像为基准,对红外图像进行压缩与平移;再次,对比了拉普拉斯金字塔与小波变换在本系统中的实现可能性,并在系统中实现小波变换加区域能量系数的图像融合算法;最后,进行成像实验,系统在夜间成像,以微光图像为主要背景,由红外图像对目标进行增强和补充。对采集的均值融合图像与小波融合图像进行了客观评价。实验结果表明,本文设计的非制冷红外与ICMOS图像融合系统视觉效果符合预期且各项指标均比较理想。