随着科学技术的快速发展，红外成像系统在当今的高科技战争中和民用方面都起到很重要的作用。由于红外器件固有的特性和限制，大部分红外图像存在成像质量不理想的问题，主要表现在图像边缘模糊，目标与背景对比度差等方面。因此在红外原始图像信号中加入图像处理极为重要。由数字信号处理（ Digital Signal ProcessorDSP）+现场可编程门阵列（Field Programmable Gate ArrayFPGA）搭建的传统架构存在硬件电路设计复杂，对时钟控制要求高，导致整个系统架构的传输效率低且FPGA底层接口的控制操作比较复杂，而在FPGA内部内嵌NiosII软核系统具有软硬件可编程、可裁剪等优点，逐渐受到了广大设计者的关注，NiosII软核可以调用内部软核来简化设计从而实现多种功能，因此在NiosII系统下实现红外图像处理算法，可以优化系统，使系统功能增强。　　本文以实用性和单芯片小型化为目的，在原来的红外图像处理算法以及红外成像的基础上，实现了基于NiosII的红外图像处理算法。本设计的核心芯片是Altera公司Stratix系列中的EP1S20F672C7芯片，通过对NiosII软核机制的了解和对芯片的研究，完成了整个系统的软硬件设计，实现了基于NiosII的红外图像处理算法。整个算法实现中包含红外图像的预处理工作和NiosII的控制工作。在红外图像预处理下分析了红外图像处理的相关基本理论，在相关理论的基础以及NiosII平台上实现了对图像的非均匀性校正、盲元补偿、图像增强。在NiosII处理器系统中，介绍了NiosII软核处理器，讲解了Avalon总线的功能，阐述了NiosII处理器如何控制存储器设备以及外围芯片进行图像数据的存储和运算，实现了红外图像的处理，得到了非均匀性校正和盲元补偿后的灰度级的固定图形噪声FPN为1.46，比原始图像的FPN8.71小的多。经过实验结果表明：本设计不仅达到了单芯片小型化的目的，而且解决了红外图像的不均匀性，分辨率不高以及对比度低等问题。