随着机器视觉领域的发展,对图像实时处理的迫切需求,软件实现的图像处理无法满足实时性的需求,而直接基于专用集成芯片的实现开发周期过长,开发难度过大。FPGA(现场可编程门阵列)的快速发展改变了这一现状,使得硬件实现图像实时性处理变得可行。如今基于FPGA的图像处理研究成为了国内外的一个热门领域。本文在FPGA开发平台上,使用VHDL(超高速硬件描述语言)实现了基于FPGA的图像采集与处理的系统。该系统包括图像采集模块、图像处理模块、调试模块、显示模块四个部分,其中图像采集模块完成了基于Camera Link标准CCD线阵摄像机的实时图像采集;图像处理部分实现基本的图像处理算法包括灰度直方图统计、图像卷积滤波和图像中值滤波,并且深入研究了图像卷积算法以及为适应FPGA的结构对算法的优化;调试部分是将采集处理的数据通过UART接口传至PC与软件处理结果数据进行对比;显示模块主要完成显示实时图像处理结果。整个设计都是在ISES9.2和Modelsim仿真软件环境下开发的,在Xilinx的Spartan-3 XC3S200硬件平台上实现。在软件仿真过程中利用了ISE 9.2自带仿真工具和Modelsim结合使用。最后搭建了图像采集与处理系统的平台,很好的实现了实时的图像采集与处理。