随着集成电路技术的发展，图像处理技术在诸多领域得到了广泛的应用。传统的图像处理系统多采用专用集成电路和数字信号处理器来实现，而这些系统因成本和速度方面的问题，使其在某些领域的应用受到了限制。FPGA因其丰富的逻辑资源和灵活的配置方式，以及在硬件上并行处理和流水线的优势，大大加速了图像处理的速度，从而在图像处理领域得到了广泛的应用。本文介绍了视频采集和图像处理系统的研究现状，阐述了可编程逻辑器件的工作原理，在此基础上设计并实现了一种基于FPGA的视频采集和图像预处理系统。该系统采用Altera公司的FPGA作为主控制芯片，驱动OV7670图像传感器实时采集视频数据，经过SDRAM存储芯片存储之后，送给LCD显示器完成显示的功能。系统包括复位模块、视频采集模块、色彩空间转换模块、视频存储模块以及VGA显示模块等五个主要功能模块，采用Verilog HDL硬件描述语言在FPGA芯片上进行了验证和实现。在图像的预处理方面，本文采用了一种快速中值滤波算法，该算法有效的去除了图像采集和传输过程中出现的噪声，达到了较好的滤波效果。该设计充分发挥了FPGA逻辑资源丰富和并行处理的优点，采用了乒乓操作和流水线技术加速了图像处理的速度，并且FPGA配置灵活以及Verilog HDL语言易于移植的特性使得对系统的升级和维护更加容易。通过对系统进行调试与验证，表明该系统具有较低的硬件开销和功耗，能够满足功能要求和时序要求，具有较好的市场价值和应用价值。