在现实世界中，场景的动态范围能够达到1014个数量级，人类视觉系统（HVS）能够感知到105个数量级的动态范围。但是目前普通的摄像设备和显示设备的动态范围仅仅有102~103个数量级，这样在表示高动态范围现实场景时，会造成场景中的部分内容细节丢失。高动态成像技术是一种如何记录并还原显示真实场景的技术。利用高动态成像技术，类似胶片摄像时代的局部加光或减光，在一张照片上可以同时显示出暗区和高亮区的图像细节。本文旨在提出一个可以在FPGA上实现的，融合了HDR色调映射功能的摄像机实现架构。首先本文阐述了数码摄像机的结构。并以AR0331CMOS图像传感器芯片为例，介绍了CMOS芯片的主要参数性能和控制方法等。图像信号处理器（Image SignalProcessor）是摄像机的核心，本文详细的描述了从CMOS芯片获取到Bayer图像后，经过黑水平校正、非线性校正、白平衡校正、颜色插值、颜色校正、伽马校正后得到彩色图像的整套处理流程和各项功能调试方法等。接下来本文详细描述了HALEQ全局色调映射算法的原理和实现方法，并在将HALEQ算法扩展成为局域色调映射算法时，在原有的去块效应的方法基础上，提出了增加将分块的极值做滤波的处理，这样能够得到更好的效果。然后，为更适宜在FPGA中实现，本文提出了针对HALEQ算法的合理的简化模型。基于前面的结果，本文提出了在FPGA上实现的视频处理SOC基础架构，介绍了在此架构中各个单元的功能作用。同时介绍了所采用的HDR摄像机的硬件设计方案，选用了目前较先进的Xilinx Zynq芯片来作为主处理器。最后，结合HDR摄像机的核心--ISP处理器和HDR色调映射算法，将两项算法按照SOC架构来构建，给出了各个模块的设计框图，实现了在FPGA上实现HDR摄像机的架构设计。