高动态范围(HDR)图像是一种亮度范围非常广的图像，能更好地记录和展现场景中的明暗细节，在众多领域有广阔的应用前景和需求。目前专业高动态成像系统造价昂贵，而普通相机拍摄的图像往往不符合高动态合成算法的要求。本课题的研究目标在于研制一个低成本的网络数字成像设备，辅以PC端高动态成像支撑软件系统，以实现一个低成本、高效的HDR成像系统。本文在对数字成像技术、SOPC控制技术及高动态图像合成算法进行研究分析的基础上，结合大众化应用需求，对高动态成像设备的功能需求进行了分析，设计了“低成本CMOS摄像头+FPGA开发平台+网络接口”的成像设备总体实现方案；在对MT9N001图像传感器工作模式和控制方式进行研究分析的基础上，设计了图像传感器配置、曝光控制、图像采集、Bayer色彩重构、SDRAM图像缓存及VGA图像显示等逻辑功能模块，实现了传感器视频图像的采集显示、自动时域多次曝光控制和图像的存储控制；然后，通过Nios II系统的配置与自定义组件的创建构建了成像设备的SOPC控制系统；最后，通过对Nios II编程，实现了自动时域多次曝光图像序列的采集、存储及上传控制。经过系统功能测试，研究结果达到了设计要求。设计实现的网络数字成像设备能够实现自动时域多次曝光图像采集，弥补了普通相机手动调整曝光时间时的相机抖动和序列图像拍摄间隔长导致场景改变等缺陷，提高了高动态成像的效率和质量。研究成果对降低高动成像设备的成本及推动高动态图像应用的普及，具有一定的实用价值。