近年来快速发展的CMOS图像传感器与CCD一样都属于固态成像器件,但CMOS图像传感器具有高集成、功耗低、工艺简单和开发周期短等优点,克服了CCD器件驱动设计复杂、数据读取效率低、帧频低、集成度低、功耗大的固有缺点,已被广泛应用在工业、监控、航空和航天等众多领域,发达国家已经将CMOS图像传感器应用于星敏感器、遥感成像等空间探测、导航领域。本文选用CMOS图像传感器作为光电转换器件,对基于CMOS图像传感器的高清成像系统的工程实现方法进行研究,具有较高的实际应用价值。本论文的主要研究内容有以下几个方面:1)研究了数字高清成像技术的国内外发展现状,以及对CMOS图像传感器的结构、工作原理、技术指标参数等进行了较详细的分析和讨论。2)以典型的CMOS图像传感器IBIS5-A-1300作为成像核心,在对其工作原理及特性参数进行充分分析的基础上,详细论述了基于CMOS图像传感器的高清成像系统的总体设计方案。3)利用一片FPGA实现了整个硬件系统几乎所有的数字功能模块,其主要功能模块如下:√图像传感器的驱动模块。√彩色插值算法与实现。√RGB到YCrCb色度空间转换模块。√串行数字视频合成模块。4)设计了串行数字分量SDI接口。实验证明,该系统工作稳定,功耗低,采集到的图像效果较好。本文最后对系统做了总结,指出不足之处和改进方法。本系统的设计对于开发其它同类系统具有一定的借鉴意义。