在环境检测或医学检验中,很多检验结果需要通过颜色或灰度识别,如纳米金显色条带、微阵列点阵等,目前一般采用肉眼观测和扫描仪结合PC机实现判读,但针对高密度或多信息处理时会出现结果不准确等问题,也难以实现便携或手持式。将这种判读方法和目前先进的图像信号处理技术相结合,开发一种小型的,能够实时采集图像数据的智能系统,实现床边检测(Point of careTesting,POCT)的功能,具有重要的意义。目前文献报导的实时图像采集系统一般只作为和PC连接的一个模块,采用CPLD+DSP的结构来实现功能,难以应用于POCT中,或者利用比较昂贵的CCD来进行动态成像。本论文采用了一种带有乘法器的Cyclone系列FPGA芯片替代CPLD+DSP结构,设计了一种实时采集,并且能够进行简单图像处理的嵌入式系统。本论文的主要工作有:1.对POCT前端生化分析单元和后端数据处理单元的现状和发展趋势进行了调研,针对目前生化检测中图像系统不易便携,成本较高,无法脱离PC等不符合POCT要求的特点,在改进CPLD+DSP方案的基础上,提出基于FPGA的新方案。2.提出软硬件模块化设计方案,整个系统包括:图像采集模块、处理模块、显示模块。在参照开发板设计的基础上,完成器件的选型、PCB布线工作、高速电路仿真。完成操作系统的编写、调试工作。本论文主要解决以下难点:(1)利用异步FIFO(First input first output,先进先出)解决不同时钟频率工作模块之间的数据传输问题。(2)设计YUV转RGB函数,利用高基乘法算法的改进算法,解决图像格式转换问题,成功进行了整个软件的计算机仿真。3.结合仿真成功的操作系统,完成了硬件系统各个模块的调试工作,使得系统能够成功采集动态视频图像,并且在LCD显示屏上实时显示,并将系统应用于点阵图的采集与处理,该实验结果表明本系统得到的实验数据和常规方法得到的数据基本一致,但是在体积、成本、功耗上都有了相当程度的改进。本论文研究表明,所设计的实时图像采集与处理系统具有小型化、智能化、实时性能优良等特点,并且在实现同等图像质量和处理速率的情况下,显著降低了系统成本和器件功耗,可用于便携或手持式POCT仪器中,也为便携式POCT仪器提供了一种新的硬件平台。