随着红外成像技术的不断发展和红外焦平面阵列(IRFPA,InfraRed Focal Plane Array)图像传感器的日益成熟,IRFPA被广泛应用于军事、工业和商业等领域的多种成像系统中。典型应用包括导弹制导、航空测量、红外前视系统、红外搜索跟踪器、海关缉私、海上救援设备、森林消防等等。这些应用对红外图像质量的要求越来越高。开展红外图像实时预处理技术研究具有重要的现实意义。论文的主要工作包括:回顾了红外热像仪及其核心部件红外探测器的发展历史,分析了国际上红外图像处理技术的发展状况及红外图像实时处理的特点,比较了几种常见的红外图像处理系统。主要研究了红外图像预处理的几个关键算法,包括失效元替代(BPR,Bad Pixel Replacement)、非均匀性校正(NUC,Non-Uniformity Correction)和自动增益控制(AGC,Auto Gain Control)。失效元对红外焦平面阵列器件成像质量的影响较大。本文在给出失效元定义的基础上,对失效元的产生机理进行了分析,并给出了失效元检测的具体方法。基于数字信号处理器(DSP,Digital Signal Processor)实现了红外图像的硬件处理系统并编写了失效元处理的软件程序,实现了失效元的自动检测和校正。另外,由于红外焦平面制造工艺的缺陷,非均匀性不可避免。本文详细研究了非均匀性校正的各种方法。最终选择了适合数字信号处理器实时处理系统的一点校正法,两点校正法,并编写了处理程序。分析了红外图像自动增益控制技术的背景和意义,分析了主要的增益控制方法,并结合DSP处理系统给出了软件实现代码。实验结果表明,所设计的软硬件符合实时性、可靠性的要求,取得了较好的处理效果。另外,对以可编程逻辑门阵列(FPGA,Field Programmable Gate Array)为主运算器件实现红外图像处理系统进行了探讨,并给出了以FPGA为主运算器件实现失效元替代、非均匀性校正和自动增益控制的硬件框图。为下一步基于FPGA系统的研制打下了基础。