2019年被称为5G元年,相比4G与WiFi,5G通信具有高速率,低延时,广连接的三大特点。随着5G技术的成熟与落地,必然会推动可穿戴设备的发展,头戴显示器就是其中代表。头戴显示器经过近年的发展,功能愈发全面,但依旧受限于应用场景和可视资源。民用方面,3D片源较少的问题始终突出;军用方面,头戴显示器作为一种辅助观察设备如何更好地在战场上提供视觉信息也亟需研究。为此,本文提出了一种新型的头戴显示器方案,该方案采用可编程逻辑器件(FPGA)作为其系统控制与图像内容处理的核心,并且在FPGA内实现了单通道2D视频转双通道3D视频的功能,最终在双目显示器上实时呈现具有立体信息的3D视频。本文首先首先对系统整体方案进行了研究,分别提出了设计,实施,测试与验证三个阶段的具体方案,并在这些方案的指导下完成了系统,最终形成论文。在硬件上,本文利用FPGA芯片作为处理核心搭建了系统的原型平台,采用外部摄像头作为系统的视频输入,SDRAM作为数据缓存,硅基液晶(LCoS)微显示器作为视频输出设备,并且增加了配置板为其供电,同时完成初始化配置。在FPGA内,设计了时钟控制,图像处理,缓存,预测帧生成,像素驱动等模块,使用verilog编写代码,通过modelsim进行仿真保证了功能的正确性。在算法上,对单通道2D视频转双通道3D视频问题进行了研究,在已有算法的基础上提出了一种基于帧间预测的帧位移法,并将该方法成功地实现在FPGA芯片的预测帧生成模块内,较好地实现了在仅有一路2D视频输入的情况下输出双通道立体视频。最后根据初始阶段做出的需求分析,对系统的各项指标进行了测试和验证,从基础测试,显示能力测试和立体效果验证三个方面定性和定量地分析了系统,验证了本文的研究工作。