随着CCD图像传感器技术的不断发展与应用,空间可视监控技术也迅速发展起来。但是,目前我国航天领域中摄像设备的分辨率普遍不高,严重制约着我国空间可视监控技术的进一步发展,本文在研究数字高清技术的基础上,设计了一套基于FPGA的数字高清CCD摄像机。本文从整体上对摄像系统进行了分析,简要介绍了光学系统和结构系统,着重研究并设计了电学系统。随着ADC集成电路技术的发展,本文研究使用基于FPGA+ADC的CCD驱动电路的设计方法,更利于光电转换和AD转换同步进行,有效的节约了FPGA的资源,同时在终端显示方面成功采用了数字高清技术。本文设计了电学系统的硬件电路:光电转换电路、AD转换电路、系统控制电路、高清显示电路和电源电路。在硬件平台的基础上,设计了本系统的软件内容:图像传感器的时序模块、AD转换模块、彩色插值算法与实现、RGB到YCrCb色度空间转换模块、自动曝光控制算法模块、自动白平衡模块、高清图像的显示。利用有限状态机+计数器结合的方法本文设计了CCD图像传感器的时序模块。针对目标物在非中心区域时,图像分区法无法获得正确的曝光控制量的缺点,本文提出了一种基于灰度直方图的自动曝光控制算法,该算法对各种场景均能进行有效的自动曝光控制。测试结果表明,该系统工作稳定,输出图像效果较好。本文最后对系统做了总结,指出不足之处和改进方法。