摘要：摄像头已经走进家家户户、大街小巷,在各个不同的领域巾发挥着重要作用。而摄像头中的核心控制部件ISP系统的功能相对来讲却并不完善,无法胜任特殊场合、恶劣环境下的应用,这成为摄像头获取高清视频的阻碍。同时ISP系统的处理速度还有待提高,尤其是在高分辨率的图像采集系统中,ISP的工作速度更加无法达到实时处理的要求。所以本文的目的就是解决ISP功能不完善和处理速度过慢的问题。首先我们对ISP中各个模块的算法进行了测试,对其中的很多方法做了有效的优化来提升算法效率和处理效果。其中对自动曝光算法和高动态图像增强算法做了深入研究,并提出了创新性的、更优的处理方法,实现了比现有算法更好的效果。同时在硬件实现部分,借鉴了很多优秀的优化技巧和设计策略,并在设计中摸索出很多经验性的处理方法,通过精巧的FPGA硬件设计实现了实时的ISP系统。通过对处理前后效果的比对和与已有方法的对比,可以明显发现,我们ISP系统中的算法可以更好地控制摄像头、更好地对采集到的视频进行预处理。通过ISP系统的控制,无论是正常的场景还是极端的黑暗或是高亮度场景,摄像头都能采集到效果很好的视频。本文针对ISP系统中的图像算法提出了多种优化和加速策略,并独创性地将其应用于实时的FPGA平台中。硬件上的实验结果表明,即使是恶劣的光线环境中或者场景频繁更换的情况下,也可以实现快速、稳定的视频采集。