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随着红外成像技术的发展，红外搜寻与跟踪系统在军用和民用领域得到了广泛应用，而红外弱小目标检测与跟踪作为其中一项关键技术，逐渐成为国内外的研究热点。尤其是在现代战争中，实际的武器系统需要红外弱小目标检测与跟踪具有很高的检测概率和跟踪精度，这不仅对用于检测和跟踪的算法提出了很高的要求，同时也要求算法能通过硬件得到实现。随着数字信号处理器(DSP)的快速发展，DSP的数据处理能力和存储能力有了很大提高，这使得一些计算复杂、数据量大的算法能够在硬件平台上实现，同时为利用DSP实现基于粒子滤波的红外弱小目标检测前跟踪算法提供了很好的硬件基础。本文详细介绍了基于数学形态学的背景抑制方法、粒子滤波算法、基于粒子滤波的检测前跟踪算法及评价算法的跟踪性能和检测性能，同时对基于粒子滤波的检测前跟踪算法进行了仿真，仿真结果证明该算法检测跟踪红外弱小目标有很好的性能。本文提出了一个以DSP为核心的红外弱小目标检测跟踪系统的设计方案，方案中采用基于粒子滤波的检测前跟踪算法对实际的红外弱小目标进行检测跟踪，并创新的利用DSP/BIOS对系统进行设计。论文分别从硬件设计和软件设计上对设计方案进行了详细介绍。在硬件设计上，系统硬件由红外成像仪、ICETEK-DM642-PCI开发板和监控器组成，其中ICETEK-DM642-PCI开发板为系统的数据处理平台，该平台以TMS320DM642(DSP)为数据处理核心。与其它数据处理设备相比，TMS320DM642具有处理速度快、可编程性好、灵活度高等特点，非常适合用于图像处理。系统通过DSP/BIOS对开发板的硬件资源进行管理，并利用DSP/BIOS提供的芯片支持库实现对硬件模块的操作。在软件设计上，系统采用了基于粒子滤波的检测前跟踪算法，并将算法分为图像预处理、粒子初始化、跟踪与检测等模块，各模块通过C语言编程实现。本系统经过调试，在一定条件下能够完成红外弱小目标的检测跟踪。系统实际运行得到的数据显示系统在跟踪检测红外弱小目标时，在信噪比为3.5~4粒子数600以上时检测概率达到100%，系统处理每帧的时间为236.64ms，并且跟踪的均方根误差的平均值在2个像素以内。