红外热成像技术在军事领域与民用市场上都有着极为广泛的应用,但由于西方国家的技术与产品的封锁,而国内自主研发的探测性能指标与国外尚有很大差距,导致我国研制的红外热成像系统的应用受到严重制约。本课题拟通过采用最新的处理器和存储器构建高性能信号处理系统,结合低噪声电源电路与驱动电路,配合最优化的图像处理算法,以完成低成本高性能的小型化热成像系统的研制工作。本课题分析了国内外红外热成像技术发展趋势以及现状,研究了热成像系统的基本组成和传输模型,在此基础上深入研究国外先进红外探测器的焦平面组成结构、读出电路机理,探讨了针对红外图像特点所提出的一系列预处理算法,为系统的研制提供理论基础。为了达到系统小型化、低噪声、复杂图像算法处理实时化、图像细节分辨能力高等性能,采用了基于最新的处理器和存储器技术设计的FPGA+DDR3架构体系,并深入进行了低噪声电源和探测器驱动技术研究,通过研究DDR3存储器的工作原理和接口时序,实现了高速信号传输电路的稳定运行。研究并实现了多个图像处理算法共享DDR3内存的分时复用的仲裁控制方法,大量节省了小型化系统上宝贵的硬件资源；提出了基于灰度映射的红外图像伪彩色处理算法,有效提升人眼对红外图像的细节分辨能力。在以上技术研究的基础上,完成了针对某款非制冷焦平面探测器的小型化红外热成像系统,包括探测器驱动电路、主图像处理电路、电源电路及图像输出电路,可以实现VGA和PAL制式两种红外图像显示格式,并且通过串口可实现系统软硬件程序的在线升级。