边缘检测是将图像中重要信息提取出来的图像处理手段,是数字图像处理系统中的重要的组成部分,其在机器视觉、人工智能、图像识别与检测方面有着广泛的应用,边缘检测算法的研究与实现是图像处理领域中的重要课题。随着现代科技的发展,越来越多的边缘检测算法被提出,在检测性能方面也有了很大的进展。本文在经典边缘检测算法的基础上提出了改进的边缘检测算法,并将其在FPGA硬件平台上实现,满足图像处理的快速性和实时性等要求。本文首先阐述了边缘检测的研究目的与意义以及国内外发展现状,综合各种算法的优缺点,在Canny算法的基础上做出改进,将改进的算法在FPGA平台上实现。选用了Xilinx公司的xc7a1000t型号的FPGA作为主控芯片,其速度等级与资源大小满足本文设计需求,采用DDR3存储采集到的数据,具有速度高带宽大的特点,采用了流水线结构和并行计算的方法,使算法满足快速实时处理的要求。通过OV5640摄像头模组采集图像,在Vivado平台上开发软件程序,通过Verilog HDL语言进行逻辑编码与算法实现,经硬件平台与软件算法的处理后,最终将处理后的图像通过HDMI接口显示到显示器上,方便观察和对比处理后的结果。本文从中值滤波、梯度值计算、非极大值抑制和边缘连接几个方面实现了改进的算法,通过波形仿真和实验验证验证了各个模块的正确性,并将改进的边缘检测算法测试结果与Matlab处理结果进行了对比。通过实验验证与结果对比,对测试的图像进行了定性和定量的分析,结果表明,在FPGA上实现的改进的边缘检测算法满足相应的算法功能,并在实时性和快速性上有一定的优势,达到了设计的目的,在图像处理领域中具有广阔的应用前景。