条码技术尤其是二维条码技术由于其存储容量大、成本低、容错性好以及使用便捷等优点，被越来越多的应用在日常生活中的各个方面。以数字图像为基础的二维条码解码过程对图像预处理要求非常高，然而常见的便携式二维条码解码器都是基于ARM，DSP等通用处理器设计的，由于处理能力的限制，对图像预处理中的光照均衡这一关键步骤支持较弱，且目前还没有专门针对二维条码图像的光照均衡化算法。光照均衡算法是图像处理、模式识别、人工智能领域的一种常用的图像处理方法，经过多年的发展，目前常见的光照均衡算法有：Retinex算法、直方图均衡化算法、照明—反射模型算法、梯度域增强算法等。这些算法普遍存在着运算量大，算法复杂的缺点，随着数学形态学的发展，光照均衡有了新的解决方法。数学形态学是二十世纪六十年代诞生的一门专门研究图像分析处理的学科，数学形态学的核心是是利用结构元素抽取处理对象中同结构元素相关的结构，数学形态学诞生之后在光照均衡，图像提取等领域发展迅速。本文提出了一种基于数学形态学的去光照算法，采用多结构元素进行TOP-HAP变换，有效的去除了不均衡光照对二维条码图像数据的影响，同时又很好的保留了图像的细节与二维条码的边缘信息。本文提出的利用数学形态学实现的二维条码图像光照均衡算法虽然可以很好的完成二维条码图像的光照均衡处理，但是由于涉及到大量的比较运算以及存储器相关操作，通用的处理器满足不了二维条码解码过程中的速度要求，并不适合完成这一算法。本文针对性的提出了光照均衡算法的VLSI硬件结构，利用专门设计的硬件电路来完成算法的处理，大幅度的提高了处理的速度。本文在完成了整体逻辑设计后，利用FPGA验证平台对逻辑设计进行了功能验证，最后在SMIC0.13um工艺库的支持下完成了对芯片的电路综合设计。