随着科技水平的不断发展,数字信息喷井式的增长,传统数字图像处理系统很难处理庞大且复杂的图像数据,数字图像信息科学与其他数字信息科学相互渗透并为其他学科所利用。由于现代图像及视频的处理算法越来越复杂、实时性要求越来越高,传统基于软件平台进行图像处理的系统已经很难满足实时性的要求。而FPGA用来做图像处理最重要的一点优势就是在于能够进行实时流水线运算,处理速度快,已达到最高的实时性。图像处理技术一直是当今社会研究的重点领域,边缘检测技术作为图像处理过程中的重要组成部分,其算法本身已广泛使用在医疗图像、机器视觉、工业检测等领域,同时边缘检测的实际效果也会影响到特征提取、目标识别及目标分割等后处理算法的应用。相对于传统滤波方法及边缘检测算子的系统实现,本文提出基于FPGA的数字图像处理系统,结合快速中值滤波以及改进后的Sobel边缘检测算子,对视频图像进行快速采集和实时图像预处理。本文整体介绍了以FPGA为核心的主控芯片的数字图像处理系统的硬件平台以及图像边缘检测算法的实现。分析实时图像预处理系统的研究背景与意义,通过Matlab仿真软件对当前经典主流的边缘检测算子进行比较,对比筛选出适合本系统的边缘检测算子。利用Altera公司的飓风四代C8级FPGA芯片控制器对500万高清摄像头OV5640、SDRAM存储芯片以及FTF800显示器进行控制,通过Quartus II开发软件设计图像采集、存储、显示及其图像处理模块,利用Modelsim仿真软件验证其逻辑时序的正确性。最后通过实验表明,基于FPGA的边缘检测处理平台能够在较短的时间内快速处理图像信息,同时改进后Sobel检测算法相对于传统算法能够提取出更多的边缘信息。