视觉系统因其直观、信息量丰富、人类主观偏爱等优势，自诞生之日起就一直展现着强大的生命力。如今主流的数字视觉系统更是消费类电子、工业控制、安防、智能交通、科学探测等诸多领域的关键组成部分。近年来，CMOS凭借其更高的性价比、更低的功耗，逐渐打破CCD的市场垄断地位，已成为数字视觉系统的主流器件。　　本论文首先介绍了国内外各厂家在CMOS图像传感器制造技术上的新进展、未来发展趋势，及不同类型CMOS的特点和应用范围，然后结合低照度、宽动态、实时显示等要求，做出了核心器件的选型和整体方案的设计。方案中采用最新的低照度CMOS图像传感器，以满足低照度和宽动态范围的成像需求。采用可编程器件FPGA作为图像采集和处理的主控器件，其固有的并行性和流水线作业可使得系统具有更好的实时显示性能。图像缓存部分采用了SDRAM芯片，带宽足以满足实时显示的要求。图像的显示部分采用专用D/A芯片，将数字图像信号转换为模拟VGA信号，然后送给CRT或LCD显示。　　在FPGA的程序设计中，用硬件算法实现了原始图像数据到RGB的色彩还原和加权均值滤波等的图像预处理。在多端口SDRAM控制器中，建立数学模型分析了读写端口FIFO的深度问题。设计中使用ModelSim仿真和SignalTapII实时逻辑抓取实现了设计的逻辑验证，并结合TimeQuest进行了时序分析，以保证设计的稳定性。　　最后针对本设计的实时显示特性、低照度性能、宽动态效果等进行测试分析，测试表明各指标达到了设计要求。