随着 CMOS制造工艺的不断发展和快速成熟，CMOS图像传感器也越来越受关注，但是传感器的成像质量必然会受到工艺尺寸缩小的影响，需要通过后期的算法处理来减小这种消极影响。由于视觉系统在人类工作、生活与学习中占据着不可替代的位置，视频图像必然向着高分辨率、高质量、高速度等方向快速发展。计算机等串行处理系统在速度和其它性能方面都存在着很大的局限性，而 FPGA具有独特的并行处理能力，又有丰富的逻辑资源，能够达到高效性、实时性和稳定性的多重要求。故本文采用 FPGA进行图像关键算法的研究，包括自动曝光算法、自动白平衡算法和自动聚焦算法（统称为3A算法）。　　基于 FPGA的3A算法研究，本文以 Altera公司 Cyclone II系列的EP2C70F896C6N FPGA芯片作为控制核心，完成整个图像采集、图像处理以及输出显示功能。文章首先对系统的硬件平台包括图像采集模块、核心控制芯片、SDRAM存储模块、VGA显示模块、电源模块等各功能模块进行说明与分析，并借助 Altera公司的QUARTUS II软件进行整个系统的实现。另外，本文设计了聚焦驱动模块电路，并对3A算法的原理以及各模块的传统算法进行研究，最后提出自己的改进型算法。3A算法，白平衡是使场景中的白色不受光源变化的影响，在任何色温下，都能维持本色，本文提出了两种自动白平衡算法，第一种结合灰度世界法和镜面法的优点，提出了一种自适应的白平衡方法，第二种是基于图像方差提出单色块图像剔除的白平衡算法；曝光是指图像显示的亮度能够符合人眼的习惯，本文通过基于图像分区的图像熵计算当前图像亮度，并结合图像需要校正的亮度差与曝光时间的关系，设计了一种基于不同亮度差的曝光调整动态步长来计算下一帧图像的曝光时间，达到曝光校正效果；聚焦是使图像包含更多的细节部分，本文基于灰度差分绝对值之和算子，提出了一种基于一阶差分算子的快速、稳定的聚焦评价函数。　　实验结果表明，本系统各方面的性能指标均达到了设计要求，3A算法效果良好，整个系统能达到实时性、稳定性和清晰度的要求。