随着计算机、微电子以及信息技术的飞速发展,实时图像处理的应用越来越广泛,人们对图像处理系统的处理速度等要求也越来越高。鉴于嵌入式处理器的优良特性,选择嵌入式实时图像处理系统成为必然的趋势。微电子技术的迅猛发展为高速图像处理系统提供了硬件基础,嵌入式实时图像处理系统的实现方式主要有基于专用集成电路、数字信号处理器DSP和现场可编程门阵列FPGA,然而选择不同的编、解码器和处理器所组成的系统的难易程度和实现的功能也有所不同。当前基于FPGA的图像处理系统成为研究的热点,FPGA具有高性能、高集成度、低功耗的特点,其中可以内嵌软核处理器的FPGA满足了图像处理系统对速度、集成度、可靠性等方面的要求。基于目前实时图像处理的研究现状与发展趋势,本文对基于片上可编程系统技术的实时图像处理系统设计方案进行了研究,对其硬件系统架构以及工作原理进行了分析和设计。本系统采用ALTERA公司的CycloneII系列FPGA芯片EP2C70F896C6为核心,构建基于SOPC的实时图像处理系统,使用SOPC Builder内部自带的Nios II软核处理器作为总控制器,采用CCD摄像头和ADV7180视频解码芯片组成实时图像采集系统,并将采集到的视频图像经过图像数字化、解码后存储到SRDAM帧缓冲器中,然后再通过Avalon总端口将视频图像从SDRAM中读取出来,经过格式转换和空间转换后同时送到VGA控制器模块和运动目标检测模块。视频格式转换模块首先对视频图像进行格式转换,之后将转换好的RGB空间数据送到VGA控制器中,最后通过显示器显示出来;视频图像送到运动目标检测与跟踪模块后,按照设定的目标分割与跟踪算法,把运动目标从背景图像中检测出来并对目标进行跟踪。经过对系统调试、验证,本系统较好的实现了实时图像数据的采集、存储、显示以及目标检测与跟踪的功能,具有开发周期短,速度快,通用性好等优点。