随着大规模集成电路和微电子工艺的发展，数字图像处理技术在生活和军事领域运用越来越广泛，许多国内外IC公司出产了具有特殊用途的图像处理芯片。然而，在许多特定应用领域，还没有能够设计出具有专用功能的芯片，因此需要采用其他方式实现所需要的功能。本文提出了一种基于FPGA为核心处理芯片的实时图像处理架构，实现了两路高清DVI视频信号实时融合。该两路视频信号经过TI公司的DVI解码芯片将TMDS信号转化为RGB信号，然后利用ALTERA公司的EP3C15F484C6芯片完成图像的实时预处理以及融合，最后将信号输出到DVI编码芯片或者D/A转化芯片，实现数字信号DVI输出或者模拟信号VGA输出。本设计的研究重点包括：（1）设计了用于DVI视频信号融合系统的硬件电路。该电路包括了DVI解码电路，DVI编码电路，D/A转换电路，UART通信电路，FPGA及存储电路等。设计电路过程中，针对高频信号之间的干扰，重点介绍了布局布线注意事项，以及供电系统如何处理等。（2）设计出该系统外围电路对应的Verilog程序以及上位机调试程序。包括VGA控制器模块，分辨率识别模块，视频极性判断模块，串口通信模块，SDRAM控制器模块等。（3）重点分析了在视频融合系统中应用到的实时图像处理算法。包括图像平面相对移动算法，图像插值放大算法，图像对比度调节算法，两路视频实时融合算法等。针对这些算法给出了Matlab仿真图，Modelsim时序仿真图，以及最后硬件测试图。该系统能够实现的最高分辨率为1920X1080，最高像素时钟为162MHz，能够支持不同分辨率输入，支持顶图和底图图像为任何视频图像。该系统工作稳定，图像质量较好，已经应用到成都某研究所。