随着光电跟踪的需求进一步提升，高分辨率、高帧频的图像传感器不断应用在光电测量设备中，导致系统中的图像处理任务数据运算量大，传输带宽要求高。为突破现有图像处理系统在运算和传输方面的局限，本文提出了一种基于新型串行总线标准VPX下的多核DSP+FPGA图像处理系统设计方案。设计方案一方面凭借VPX标准强大的任务计算能力，高速高带宽的背板连接，抗恶劣环境等优势，提升了系统的性能和可靠性；另一方面发挥DSP+FPGA结构处理能力强，灵活通用的特点，使新的系统可以适用于不同的应用。依据设计方案，论文对VPX标准的规范和设计标准进行了深入学习。并在详细分析了系统的应用需求后，选择合适的处理器芯片，然后围绕处理器设计板卡上相关的外围电路，完成了图像处理系统的原理图、高速PCB等硬件设计。论文开发的图像处理系统将主要应用于多模图像跟踪和景象获取智能头部，在完成相关的图像处理之前本文首先在系统内进行了数据流传输结构的设计，实现了光纤串行图像的接收与发送，DSP与FPGA基于SRIO协议的高速互连以及外部存储器中的数据缓存和处理器之间的共享存储。论文完成了图像处理系统的硬件设计，并在新的系统中开展数据流的高速传输和存储设计，有效的解决了光电测量设备中前端数据源图像的高速输入和实时处理问题，具有较高的工程应用价值。