随着工业自动化的不断发展,基于视觉的监控系统和图像处理系统的需求在持续增长,在公共交通、安全监控、环境监控、工业检测、卫星与实验等领域有着重要的应用。而在目前的视频监控系统中应用FPGA处理的并不是很多,由于嵌入式系统中基于FPGA、DSP等处理芯片的能力越来越强,尤其是FPGA的可并行处理优势,一些像素级的复杂算法在FPGA上可以轻而易举的实时完成,如视频的编解码、边缘提取、边缘检测等,所以FPGA势必成为今后视频监控领域的一面旗帜。本文深入分析了现场可编程门阵列(FPGA)的基本结构和工作方式,提出了利用FPGA并行处理优势完成实时监控系统的搭建和实现方案,并实时完成图像的灰度化、边缘检测、腐蚀膨胀算法的实现,得到较好的边缘检测效果。该系统采用了ALTERA公司的Cyclone IV系列作为核心处理芯片来驱动OV7725摄像头,对采集的数据进行格式转换、灰度化、边缘检测、膨胀腐蚀等算法处理,最后驱动VGA实时显示。与传统系统相比较,此系统具有可重构性、实时性好、设计灵活、处理速度快等优势。系统主要分为图像采集模块、预处理模块、边缘检测模块、跨时钟域和图像缓存模块、VGA显示模块等,此系统利用verilog HDL语言对各个模块编程实现,在Quartus II平台上完成测试和板级实现,尤其对OV7725摄像头输出的视频流在不同时钟域实现跨时钟域的数据交互、边缘检测和膨胀腐蚀算法的FPGA实现深入分析,利用modelsim和signal Tap II软件进行了仿真和板级调试。研究结果表明,在FPGA硬件平台上能够高效的完成实时监控以及边缘检测等复杂算法的实时实现,利用图像灰度化、腐蚀膨胀算法使得边缘检测效果更平滑、清晰,满足今后复杂高精度的监控安全、航空航天领域的图像处理实时性要求,对以后目标识别、检测、导航制导等复杂算法的研究具有较高的理论和应用价值。