红外图像是一种能反映出环境中红外辐射能量信息的特殊图像,其包含着可见光图像所没有的特殊信息,在军事和民用方面有独特的价值。红外成像系统就是一种可以获得红外图像的电子产品,通过红外成像系统,人们可以方便地对红外图像进行观察、分析和应用。随着红外成像系统在更多的行业中被应用,市场对红外成像系统的要求也越来越高。现有的红外成像系统都具有一种挡片结构,会在成像过程中间歇性打下挡片导致红外成像中止,无法实现无间断地实时成像,限制了红外成像系统在实际应用中的表现。基于这一问题,本文设计了一种新型的无挡片红外系统。本文首先分析了红外成像的流程,归纳了红外数字图像的特点,对传统的挡片系统作用进行分析。取消挡片结构会对红外图像的成像质量产生影响,针对这一情况,在普通非均匀性校正的基础上,文章提出了一种预存本底信息的两点校正方法,实现了无挡片的非均匀性校正。针对图像噪声,在多种去噪方式中使用中值滤波的方式滤除红外图像的噪声,并提出了一种快速中值滤波算法,方便其在红外成像系统中实现。针对红外图像细节不清晰,使用了图像分层的思路,根据双边滤波的思路,本文提出了一种快速双边滤波的方法,可以实现图像的背景层和细节层分离。由于红外图像的灰度级集中,对背景层的图像使用双平台直方图的处理方式,调整图像的灰度分布。最后对处理后的背景层图像和细节层图像进行融合和压缩处理,实现无挡片红外图像的视觉效果提升。在无挡片的算法基础上,设计了新型的无挡片红外成像系统硬件结构,确定了以FPGA为红外成像系统的核心处理平台,分析了系统的硬件模块和实现功能,并为了实现新型的无挡片成像功能设计新的模块,对其中的芯片进行选型。以此为基础设计了无挡片红外系统的原理图和绘PCB版图,对具体的布局布线规则进行了总结。得到了可以稳定工作的红外成像系统硬件。最后结合FPGA内部特点,以红外图像算法为基础,用模块化的思路设计了FPGA内部程序,将算法模块结合入红外成像系统硬件中,得到了可以实时无间断输出高质量红外图像的完整红外成像系统。