虽然图像融合已经成为近年来研究的热点,但是国内外对图像融合技术的研究还不够深入和系统,目前尚未形成完整和统一的理论框架。为此,结合图像融合的基本理论和FPGA的设计方法,对现有的实现图像处理的几种硬件模式进行分析,提出以FPGA作为核心器件来构建图像融合系统的设计思路。可见光传感器和红外热像仪分别采集可见光和红外视频图像信号,经视频线送至ADV7180芯片后解码为符合BT.656标准的数字视频信号,采用Verilog硬件描述语言和Quartus II自带的宏模块完成各模块的逻辑设计和时序控制,在FPGA内实现简单的像素级图像融合算法,并通过实验验证了系统设计的正确性。整个系统可划分为初始化模块、视频采集模块、色彩空间转换模块、图像存储模块、图像融合模块以及图像显示模块。初始化模块通过设计I2C总线控制器来完成对ADV7180芯片的寄存器配置;视频采集模块根据ADV7180中PAL制和NTSC制的不同时序分别设计了PAL制和NTSC制视频检测模块,并根据BT.656视频标准完成了视频解码模块的设计;色彩空间转换模块将输出的YCbCr数据转换成了适合图像处理的RGB数据;图像存储模块利用FPGA内嵌的RAM块来设计四个FIFO缓存器,并在此基础上完成了SDRAM控制器的设计,将其模拟成了一个具有四端口的可读可写的存储器件,从而实现了图像RGB数据的存储和图像帧的缓冲;图像融合模块以灰度值加权平均融合算法为例,提出了实现该算法的思路和时序优化方法,并给出了优化前和优化后的FPGA的电路原理图;图像显示模块设计了一种三线式串行总线控制器来完成LTM寄存器的配置,并利用状态机实现了LTM的时序控制。通过模块综合、算法对比、图像采集、图像融合等实验,验证了系统各模块设计的正确性,初步构建起一种基于FPGA的图像融合系统,为今后进一步的研究图像融合技术提供硬件平台。