随着计算机科学和视频技术的不断发展，视频处理技术在消费类电子、视频监控、医学成像及军事等各个领域，得到了广泛的应用。由于人们对视频质量的要求越来越高，高清晰、实时性视频数据量越来越大，在高端医疗显示、民用赈灾指挥系统、警用监控系统、交通指挥系统等方面的应用需求更是不断提高，大尺寸和高分辨率已经成为视频图像处理方面发展的必然趋势。本文结合目前视频图像处理的发展现状和前景，分析工程项目《70吋超大尺寸超高分辨率液晶显示器》的实际应用需求，提出了超高分辨率视频显示系统的设计目标：多画面监控显示模式，可实时显示4路画面，每路画面的分辨率高达1920×1080，这在需多画面高分辨率显示器以显示大量实时信息中有着巨大的应用要求；超高分辨率全屏显示模式，此时输出信号的分辨率高达3840×2160，通过4路信号无缝拼接全屏显示，这在显示高分辨率的电子地图等方面有绝对优势。本文针对以上设计目标，给出了系统总体设计方案，基于FPGA在硬件与软件结合的基础上实现超高分辨率的视频显示。在系统设计中需要解决三个关键技术：第一，超高分辨率视频图像处理技术，目前国内没有现成的处理高达3840×2160分辨率的IC芯片，论文中提出来一种基于FPGA视频图像处理的设计方案，这也是本课题研究的重点；第二，由超高分辨率引起的超高带宽的需求，本课题研究的显示器的最高分辨率高达3840×2160，视频数据链路传输带宽高达3840×2160×24×60≈11.124Gbps，论文提出了一种基于FPGA的DDR控制器的设计方法，并用Verilog-HDL进行了实现；第三，多画面同步处理技术，根据系统提出的需求与同步控制原理，分析4画面实现无缝拼接后同步输出的特点，多个画面之间的延迟设计有很高的难度，分别为上下画面和左右画面之间的延迟，通过数字锁相环控制时钟相位来控制4路画面的输出时序，从而实现完全同步。本课题在研究这些关键技术的基础上，给出了具体详细的设计方案，利用Verilog-HDL进行实现，并从硬件和软件两个方面进行了系统整体性能测试，最后结合工程项目《70吋超大尺寸超高分辨率液晶显示器》进行验证，结果表明本课题所研究的这些关键技术设计方案完全满足设计目标。经过查新，本课题研制出了具有自主知识产权的超高分辨率与多画面同步显示的视频图像处理系统，实现了工程方面的创新，提高了国内视频显示系统的水平。