色度测量技术在现代的纺织印染、彩色印刷、照明工程、食品检验、军事伪装与识别等应用领域均获得了广泛的应用。传统色度测量一般采用硅光电池、光电倍增管等作为探测器,测量值为视角范围内测量区域的色度平均值。在显示器质量评估、道路照明检测、建筑光环境测控、城市光污染治理等应用领域内,既需要精细化的单点测量,又需要大面积的色度分布测量,传统测量已无法满足应用需求。图像色度传感器可测得视角范围内每一点的色度信息,符合现代色度测量大面积精细化的需求,具有广阔的应用前景和良好的发展潜力。本文的主要工作内容分为以下几个方面：1,介绍了CCD图像检测和图像色度测量的发展现状,分析了CCD图像色度传感器的可行性。在此基础上设计了使用工业级CCD作为光电探测器的图像色度传感器具体方案,设计了以DSP主控、CCD模拟前端芯片驱动和信号处理的数据采集系统。针对CCD驱动时序复杂,驱动信号繁多的情况,提出了CCD驱动周期的划分和多路信号的同步驱动方法,完成了CCD的驱动。针对高速数据采集对程序运行时间要求严格的状况,结合DSP内部架构,实现了大流量数据的采集存储。2,分析了数据传输负载量大、数据传输接口通用性强等要求,介绍了USB2.0数据传输方案。针对现有USB传输方法带宽利用率不高的现状,提出了大缓冲多管道传输方法,实测USB数据传输速度接近USB理论最高速度。针对图像数据量大、数据处理量大、图像数据采集实时性要求高等要求,设计了对应的上位机程序设计。针对图像色度传感器独立运行系统多,系统之间信息交互紧密、数据流量大等难点,制定了独立系统之间的同步协议。3,分析了图像色度传感器存在的噪声源,完成了包括相关双采样、暗电流校正、高阶无源带通滤波器设计、电源噪声抑制、地电流噪声抑制、精确控制曝光时间、时钟抖动控制、信号完整性设计和图像滤波等噪声抑制技术的低噪声设计,并给出了系统噪声实测数据。4,根据标准色度函数,选取了三组滤光片,分别修正CCD光谱响应,并给出了图像传感器最终的色度匹配数据。最后,本文提出了若干有待改进的研究设计及其一些解决方法。