高速智能图像系统是兼具高速图像采集、智能化的图像处理和高速率的数据传输能力的嵌入式系统设备。随着信息产业的不断发展,智能图像采集系统日益趋向小型化、智能化、网络化和高速化。如何使更具智能化、低成本、多功能的图像设备应用于人们的生产生活已日益成为研究的焦点。本课题结合FPGA嵌入式图像开发技术和USB3.0接口的超高速数据传输技术,从智能化和高速化两个方面出发,尝试设计一款针对特定应用的具有低成本、低功耗和较好性能的高速智能图像系统。在高速性方面,利用Cypress公司EZ-USB FX3 USB3.0开发套件,设计针对1080P视频流传输的UVC接口;在智能性方面,以当前较为成熟的人脸肤色检测理论为基础,在FPGA实现视频图像的人脸片上实时检测。课题完成的工作有:首先,在MATLAB平台上验证基于肤色的人脸检测算法的可行性;其次,完成了FPGA端彩条图像的IP核设计和1080P图像传输的USB3.0接口设计,包括设计乒乓缓冲结构,减少高速数据传输出现的延迟;最后,完成肤色算法模型的硬件实现,通过搭载低速摄像头OV7670,在FPGA端硬件实现了基于肤色检测的人脸检测算法,其中包括多个IP核的设计,如CMOS图像采集模块,颜色空间转换模块,形态学滤波模块,人脸检测模块,数据传输控制模块等。最后,实验结果表明,以USB3.0为高速图像传输视频接口和以FPGA作为前端片上图像处理主控芯片的高速智能系统是可行的。论文对以FPGA为主控芯片的嵌入式图像开发和对USB3.0高速图像接口的设计,为以后高帧率智能相机的设计奠定了基础,方便了后续的智能图像系统的开发和产品化应用。