由于传统CMOS图像传感器的动态范围低于一般场景动态范围,容易丢失景物细节,影响成像质量,因此研制宽动态范围CMOS图像处理电路的需求更加迫切。本文针对这种情况,采用宽动态范围的CMOS图像传感器,设计一种宽动态范围CMOS实时图像采集、处理系统。本文首先对CMOS图像传感器在国内外的发展状况和其性能做了简要概括,对CMOS与CCD的主要特点做了比较。对NIT公司的NSC1003型宽动态范围CMOS图像传感器的性能参数、结构特点和工作时序进行了深入的研究和分析,以该CMOS传感器为成像器件,在已有的嵌入式成像平台的基础上,重新设计了CMOS驱动子板,构建了嵌入式CMOS实时图像处理硬件平台。基于研制的CMOS图像处理硬件平台,采用硬件描述语言Verilog和模块化设计方法,完成了NSC1003的驱动时序设计、图像采集模块、图像存储模块和CVBS接口控制模块的设计,在对各功能模块进行分别仿真的基础上,在顶层完成模块之间的连接。针对宽动态范围CMOS图像传感器的成像特点和噪声特性,进行CMOS图像预处理模块进行了设计,提出一种多算法叠加的图像处理方式,先后使用灰度拉伸算法和中值滤波算法对图像进行处理,研究与分析这两种算法的优缺点和设计思路,并在FPGA中完成算法的硬件实现,获得了良好的成像效果,为微光ICMOS的研制制备了技术基础。