在现代数字图像处理中，图像匹配技术是图像信息处理领域中的一项非常重要的技术，它的应用面十分的广泛，在计算机视觉、航空摄影测量、资源分析、医学图像配准、光学和雷达跟踪、飞行器巡航制导、导弹地形匹配及投射系统的导航目标制导等领域得到了广泛的应用。研究灰度图像的实时匹配技术具有重大的工程意义。　　 本文首先研究了全搜索互相关图像模板匹配搜索算法的数学理论，分析了其时间复杂度。根据实际的需要，为了满足图像匹配系统的实时性的要求，提出了一种基于快速傅里叶变换(FFT)的相关匹配算法，从而使得算法的计算量大幅减少，提高了算法的计算效率，降低了图像匹配系统的响应时间。接下来分析了本文选用的DSP硬件平台TMS320C6713B的指令集、体系架构和编译系统的特点，然后针对硬件平台的特点，将前述快速互相关模板匹配算法移植到DSP平台上，并进行了算法级和指令级的多种优化措施，结合高效的EDMA 存储数据管理，使得算法在硬件平台相对与原始程序有大幅的提高，可以满足武器系统对于图像匹配系统的实时性需求。最后在TMS320C6713B的DSP平台引入了一种嵌入式实时操作系统μC/OS-II。文中首先分析μC/OS-II的内核结构，对它提供的系统服务进行剖析，然后详细分析了在DSP平台移植的开发流程和板级支持包(BSP)的编程实现方法。最后将μC/OS-II的内核成功移植到本文选用的硬件平台上，对其实时性进行了测试，并设计了系统的加电自引导和固化程序。嵌入式实时OS核的出现使得图像匹配系统的开发变得更加简单，多任务的管理变得更加方便，也为今后对于系统的功能的扩展预留了较为友好的接口。经过系统从算法级的优化，DSP代码级的优化以及嵌入式实时操作系统的引入，最终测试表明，本嵌入式系统设计满足了图像相关匹配算法对于实时性的要求需要。