本论文的研究目的是设计一种红外图像处理系统，能够实现对红外弱小目标的精确检测和实时跟踪。为了以更快的速度完成此检测、跟踪任务，本文将图像的预处理电路放在FPGA里实现，通过完成Top-hat算法使后续DSP的处理任务大大减轻，使其在有限的时间内能够完成更多的运算，这在很大程度上保证了系统的实时性。　　 本文主要做了以下研究工作：　　 1)研究并确定了用FPGA实现的图像预处理算法。通过分析红外弱小目标辐射特征和运动特征，发现目标可看作是图像中的孤立亮斑，并且图像帧之间有一定的连续性。本文结合数学形态学方法的特点，找到了适于检测弱小目标的Top-hat算法。此算法不需统计整幅图像的灰度信息，且可以构建并行电路，实现流水处理，因此易于用FPGA硬件实现。在本系统用Verilog HDL语言实现之。　　 2)确定了DSP的后续检测、跟踪算法。由于FPGA预处理之后的图像背景均匀，且有若干候选目标，给后续的检测任务带来极大便利。DSP先在一定图像窗口内做自适应阈值检测，然后进行多帧确认，即可检测到目标图像。在进行跟踪时，无需多帧确认，只在一定范围内进行和之前一样的检测算法即可。　　 3)设计了系统的硬件结构。由于FPGA的任务比较繁重，除了构建图像预处理电路，还要实现SDRAM控制器、图像格式转换和波门叠加功能，因此选用XILINX公司的高性能芯片XC2VP4。DSP选用TI公司的TMS320C6416，主要是基于其较高的处理速度，丰富的内部RAM资源，其可以轻松完成图像的检测、跟踪算法。