随着计算机技术的不断提高,图像处理越来越便捷,这就为光电测量技术的发展和应用提供了极为有利的环境。目前,图像处理通常采用相机-图像采集卡-计算机这样一个模式,这种方法不适合高速数字相机的图像采集。本文提出的嵌入式图像采集及预处理系统,可以对采集到的高速图像数据进行实时预处理,因此大大减少了上位机需要处理的数据量。本论文中,以火箭发动机冷/热试车过程中发动机喷管的三维运动参数(摆角、摆心、运动轨迹、运动速度、加速度)的测试和动态校准为背景,对在试车过程中的标志点的运动情况进行实时的测量和处理。在深入了解了国内外图像处理技术的应用和发展状况后,针对系统高速实时的要求,提出了基于DSP和FPGA芯片的嵌入式实时图像采集及处理系统。DSP选定了TI公司的TMS320C6416T作为图像处理的处理器,FPGA选定了ALTERA公司的EP1C6Q240C8N来实现数据预处理以及整体系统的时序控制。硬件设计部分按照功能模块介绍了FPGA相关的各个电路设计方法和设计步骤。包括相机控制模块、相机数据采集模块和数据缓存模块三部分主要电路的设计。此为还有如串口模块、电源模块等等的辅助模块的设计。软件设计部分根据上述划分出的模块,先逐一确定了算法,之后进行了时序分析并按照时序画出软件的详细流程图。其中对DSP数据处理模块中的图像处理算法行了详细说明。仿真部分首先将各个模块单一仿真验证其逻辑的正确性和时序的可行性,在整体调试中通过对一帧图像按照本文方法进行处理来验证系统的可实现性。