实时图像处理系统是实时系统设计和图像处理技术的有机结合，是决定先进图像处理技术能否在实际工程系统中取得成功应用的关键技术之一，在国防、公安、交通、制造、能源、化工、农林、环保、医疗、金融等领域有着不可或缺的重大应用价值。论文以广域智能视频监控系统的研制为目标，研究红外成像周视告警系统的软件设计与实现，该系统可用于大范围近地场景下运动目标的检测与告警，达到全天时无人值守安全警戒的目的。论文从工程应用的实际需求出发，以多核处理器为硬件平台，以分时多任务操作系统为软件平台，重点研究实时图像处理系统的软件架构、任务设计和并行优化等问题。　　论文首先对实时系统的主要设计方法进行对比研究，提出采用自顶向下的结构化设计方法搭建实时图像处理系统的软件架构，该方法有机结合实时系统设计方法DARTS中任务构造技术与NRL中信息隐藏技术的优点，采用层次化的设计手段实现系统软件架构。论文进一步以软件流水线的设计为核心，以模块化的结构设计实现任务信息封装，以定制化的缓存设计实现任务数据交互，这种系统软件架构方法有效解决了大负荷高速实时通信条件下的多任务并行问题。　　基于结构化的系统软件架构，论文进一步利用DARTS中的任务划分原则，采用模块化的设计方法实现图像处理任务，主要包括：数据采集、图像处理、目标识别、态势显示、数据通信五大模块。任务的模块化设计在保证系统各项功能可靠实现的前提下，使任务兼具了低耦合、高内聚的优点，有利于对系统进行功能分析、性能测试、并行优化与软件维护。　　为了进一步提升系统的实时处理能力，论文从三个方面对系统软件设计进行并行优化。架构优化方面，提出采用多级缓存结构，以异步通信模式保证任务运行的并行性，以线程同步机制保证任务共享数据的正确性。算法优化方面，以计算速度和实现效率的最佳平衡为目标，降低计算复杂度的同时尽量减少交互数据量。软件优化方面，以执行效率的有效提升为目标，对软件编写进行梳理与简化。综合利用多种优化手段，从存储空间和计算时间两个方面提升系统的处理能力。　　为了检验提出的设计方法与优化方法的有效性，论文采用真实场景图像对红外成像周视告警系统的主要处理功能和关键计算性能进行评测。实验结果表明：该系统能够以采样频率130Hz实时处理分辨率640×512像素的红外图像，能够可靠实现对距离系统3公里范围内运动目标的检测与跟踪，能够7×24小时连续工作。论文所设计的实时图像处理系统软件能够兼顾实时性和稳定性要求，模块化的任务设计兼具任务耦合度低的优点，能够适应动态场景下多任务灵活配置需求，论文采用的相关技术对促进智能视频监控系统的性能提升有一定借鉴意义。