本文围绕红外成像跟踪系统的研制,结合基于TI公司DSPC6414的自制红外热像仪样机,对图像预处理、目标跟踪、DSP工作流程、系统监控措施等关键技术进行了系统的研究,并重点讨论了图像增强、跟踪过程中抗遮挡与干扰、DSP任务调度、并行与监控等问题,最后结合系统实际环境以SOC的观点重新设计了系统。在红外图像处理算法方面,分析了焦平面红外图像具有的低信噪比、宽图像动态范围及图像非均匀性等特性,结合实际硬件条件,提出了直方图归一化、去冗余灰度均衡、受限空域锐化、多帧平均等处理算法,在实际应用中取得良好效果。针对实际场景中出现干扰和遮挡的复杂情形分析,提出了轨迹预测及多特征过滤的机制,有效解决了跟踪过程中由于遮挡和干扰造成目标丢失的问题,同时算法从硬件实现的角度出发,具有简单实用的特点。在设计红外热像仪DSP系统软件时,针对传统的面向过程的软件模式存在的各种问题,分别提出有效的解决方案。在任务调度上采用AB帧机制有效解决丢帧现象、在并行处理上通过逐行取图与算法处理流水进行最大程度改善输出延时、在系统监控方面通过多级看门狗提高系统的可靠性,设计中广泛借鉴现代操作系统相关原理,以可行实用为出发点,为整体系统的稳定运行奠定了基础。最后基于SOC观点提出了一套系统改进方案,针对系统的软硬件环境进行了基于FPGA内嵌DSP的SOC设计,通过实践证明了以SOC实现本系统的可行性。