红外成像技术因其红外辐射的被动性以及昼夜工作等优点,在军事领域得到了广泛的应用。在图像处理领域,目标的识别与跟踪一直是一项关键但困难的技术。在精确制导武器中,红外制导相比雷达、激光等制导技术,也有着其独有的优点。本次课题设计了一种红外图像的检测与跟踪系统,并采用了相应的硬件平台加以实现。系统采用FPGA芯片来完成设计中的一系列检测与跟踪算法,相比软件而言,其实时性强,且更加稳定。本次课题首先探讨了红外图像的检测与跟踪算法。在检测方面,依据红外图像的噪声特点,提出了相应的降噪算法,再结合硬件实现的难易程度,提出了阈值分割算法来分割出相应的目标图像。在跟踪方面,本文主要从跟踪的精度与可靠性方面出发,采用自适应波门来屏蔽掉复杂的背景图像,并详细比较了形心算法与质心算法的优缺点,选择了质心算法来寻找目标的中心。依据系统设计的需求,本次课题搭建了相应的硬件平台。良好的硬件系统能保证系统运行的稳定性与图像的成像质量。本次设计选择了合适的编解码芯片来调整图像的参数,并进行信号的数模与模数转换。对于关键的图像处理部分,选择了Xilinx的Spatarn3A-DSP芯片,它不仅能满足系统的资源需求,其自带的DSP核还给算法的实现提供了极大的便利。接下来,本次课题又针对算法在FPGA上的具体实现作了详细的介绍。本文采用自顶向下的设计方法,先从整体上规划了系统的功能与特性,包括具体逻辑电路的设计、如何提高效率、减少硬件资源的消耗等。接着将整个设计分割为若干个更小的功能模块,并定义了他们之间的互连情况。这样更能细化系统的性能参数,并可以随时根据需要去调整优化它,例如准确的阈值分割点、合适的跟踪点等。本次设计中,将系统分成了降噪、阈值分割、噪声检测、边缘检测、自适应波门、寻找质心等各个模块,并给出了每个模块的设计流程图或RTL框图。最后,针对背景或人为的干扰源,本文还增加了系统的抗干扰设计,这能在很大程度上提高系统的稳定性。设计完成之后,还有对各个功能模块的验证。最后,本次课题还用实际的飞机红外视频对本次设计的系统进行了测试。