基于腹腔镜的微创手术因创伤小、恢复快等优点广受病人的青睐。而传统腹腔镜系统提供给医生二维平面图像，缺乏深度信息，进而增加了医生手术操作的潜在风险。随着微创技术的进步，已经发展出了双目立体腹腔镜，实现了手术视野的立体可视化。目前国外相关产品技术相对成熟，但产品体积大、价格昂贵，国内相关研究相对落后，研究立体腹腔镜存在的硬件平台差、功能单一等问题。除此之外，立体腹腔镜系统还存在着更为突出的立体视觉效果问题，现有的系统常采用两光学系统平行放置的结构，该结构具有诸多优势的同时也具有三维畸变及视觉疲劳的缺陷。视觉效果的好坏将直接影响医生手术操作，因此上述缺陷应尽可能避免，而这方面的研究也相对缺失。基于此，本文首先对视觉疲劳及畸变问题进行了深入研究，提出了在舒适前提下提高立体效果和实现线性消畸变的优化方案，并成功研制了基于FPGA的双目立体腹腔镜实时显示系统，系统充分发挥FPGA并行处理能力强、逻辑资源多等优点，一片FPGA即完成全部图像采集、处理与送显，无需额外芯片，实现了低成本、小体积、便携式的设计。通过佩戴快门眼镜，医生在3D液晶屏上可观看到腔内最优化的立体影像。实验结果表明：系统实时性强，很好的实现图像冻结、2D/3D切换、拍照等功能，快门眼镜与3D液晶显示器之间达到了很好的同步；优化方案在研制的系统中进行了验证，立体效果明显提升，且实现了线性消畸变，由此证实了方案的可行性及合理性。