数字图像处理是近几十年来蓬勃发展起来的一门先进技术,其含义就是利用数字计算机对图像进行加工处理,以得到某些预期的效果,或从图像中提取某些有用的信息。数字图像处理技术自出现以来,发展非常迅速,目前已经成为工程学、计算机科学、信息科学等众多领域学习和研究的对象。它的发展和应用给人类带来了巨大的经济和社会效益。数字图像最主要的特点是图像信息量大,因此图像处理最主要的一个因素也就是处理的速度问题。现在已经有多种比较成功的图像处理技术,涉及DSP、FPGA和ARM等多个方面,但是由于各种硬件所固有的优缺点,这些技术在处理上存在优势的同时,也同样存在一些不足。本文首先介绍了数字图像处理的一些基础知识,包括几种常见的数字图像格式和常用的数字图像处理算法,其中图像处理算法以图像的边缘检测算法为主。然后对现有的几种数字图像处理技术从硬件结构和处理速度方面进行了比较研究,包括单DSP核和多DSP核的技术,指出各种技术所存在的优缺点,介绍了数字图像并行处理的一些基础知识,在此基础上,提出了一种新的数字图像处理系统实现方法,即多处理单元的硬件结构,以提高系统处理速度为主要目的,采用指令集的控制方式,以满足多种数字图像处理算法的要求。接着,对系统的几个主要部分的设计进行了分析,从速度和面积两个方面进行了考虑,给出了具体的设计方案。之后,在系统方案分析的基础上,完成了系统的各个模块的具体设计和验证,并给出了各个模块的具体结构和验证结果,其中系统的设计验证均采用VerilogHDL语言来实现。设计完成后,通过编写相应的指令代码和测试文件,用一个基于Sobel算子的图像边缘检测算法来验证整个系统的功能正确性。系统设计过程中充分考虑了速度和面积的因素,针对性地进行了结构上的改进。最后,提出了本系统所存在的不足,指出所要完成的后续工作。本文是在对现有的几种数字图像处理器的结构进行比较研究的基础上提出自己的设计思想的,所以本文的重点在于对系统方案的分析和实现上,主要包括处理阵列部分、存储部分以及主控制部分的分析和实现,设计的难点在于主控制器部分的指令译码及执行。