在人们的日常生活中,视频图像信息成为与外界沟通的最重要的信息媒介之一,其重要地位已经日渐显现,同时多媒体技术的成长也使得图像处理技术越来越主流化。在一些比较特殊情况下,图像信息在其生成、转换传播和储存时往往会受到模糊亮度问题或不均匀的照明的影响,还包括各种噪声的干扰,这使得图像复原在图像处理中显得尤其重要。再者,微电子技术的快速发展也让实时性需要日益突出,而软件实现图像处理已无法满足实时性需求,因此FPGA等可编程逻辑器件就成为了实时视频图像数据的最佳首选。随着超大集成电路技术的进步,基于FPGA的图像处理系统的研究将成为国内外信息化产业的热门领域,而系统集成芯片SOC也将成为其总的发展趋势。本文首先介绍了视频图像处理技术在国内外的发展现状,以及一部分典型常见的数字图像预处理算法,并且着重分析了FPGA芯片作为图像复原处理芯片的优劣势,同时结合实时复原处理所需求的设计条件,实现了满足重复配置的实时视频图像复原处理系统。整个系统由一个FPGA芯片来实现控制芯片逻辑、各个外围接口的控制逻辑以及算法处理模块,构成了一个简易可扩展的可编程片上系统(SOC),其中包含采样初始化模块、控制模块、SDRAM控制模块、FIFO模块、存储模块、数字处理模块和接口缓存模块。其中FPGA通过芯片控制图像传感器OV7725来完成图像的实时采集工作,视频图像的数据缓存于SDRAM,同时FPGA负责采样控制逻辑和滤波算法。该系统在整个硬件构架上,基本实现了均值滤波、中值滤波、排序滤波等形态学滤波以及卷积运算和高斯滤波等数字图像处理算法。而基于实时性与算法的复杂度等因素,充分挖掘算法内在的并行性,除了使用常用的3×3的九宫格方形滑动窗模块,也尝试用3×3的十字型滑动窗模块,并选用了改进的中值滤波算法作为复原算法,利用FPGA并行运算的优点,使用Verilog语言来实现中值滤波算法,让算法在硬件和软件程序编写上都得到提升。整个系统各模块都在Aletar公司的开发环境QuartusII9.1上进行了开发,并利用了第三方仿真软件Modelsim,仿真过程也是将两者联合使用。设计选用Altera公司Cyclone系列FPGA芯片EP2C35F672C6。通过综合和仿真,发现使用FPGA硬件来处理图像数据能够在提高工作效率,能够同时满足较好的处理效果,并且速度也优于纯软件操作,满足了视频图像处理的要求。