图像匹配技术在图像处理领域的主导地位和作用越来越突出，在许多领域都得到了广泛的应用，具有很高的研究价值和应用价值。随着集成电路（IC）工艺和微电子技术的快速发展，使现场可编程门阵列（FPGA）的集成度和性能大幅度的提升，利用FPGA超强的并行处理能力，将一些图像匹配算法用硬件实现，可以大大的加速匹配的速度，所以，图像匹配的硬件实现作为一个新的研究内容被广泛关注。本课题源自实验室自拟定课题“CT图像匹配的技术研究”。本论文对多种图像匹配算法进行深入的理解、研究和软件验证之后，实现了用归一化积相关作为相似度函数与基于遗传算法的搜索策略相结合的图像匹配算法。然后，在此基础上设计和实现了基于遗传算法图像匹配的硬件系统结构，本文研究内容主要包括以下三个部分：首先，主要对SSDA、FFT相位相关和金字塔多分辨率等匹配算法进行软件仿真并比较准确率、速度和抗噪声能力等，在此基础上深入分析和阐述了遗传算法的原理和特点并设计和实现了基于遗传算法的图像匹配算法，再软件仿真验证了在不失匹配率的情况下匹配速度比传统匹配算法有所提高。其次，重点分析了全缓冲、单窗口部分缓冲和多窗口部分缓冲器的各自的结构、资源和速度，提出了基于多窗口部分缓冲的一种可配置系数的图像滤波硬件设计。针对以上设计，用Verilog HDL语言完成RTL代码设计并在Modelsim下进行功能仿真证明其功能的正确性，然后在Xilinx Virtex-Ⅱ Pro FPGA开发平台进行验证。最后，设计了基于遗传算法图像匹配的硬件并行结构，主要分析了伪随机数产生的原理和实现，并且在阐述了不同位宽的定点数对匹配结果的影响后，实现了适应度函数即归一化积相关的硬件结构，然后在Xilinx Virtex-Ⅱ ProFPGA开饭平台上进行验证，结果表明本设计的时钟频率最高可达110.679MHz。本文实现了基于遗传算法图像匹配的高速设计，满足实时处理要求，原始图像为256256，模板图像为3232，在66.7MHz时钟下可以达到30.72ms的匹配速度，与文献[17-18]相比，性能上有显著的提高。