低照度CMOS和电子轰击CMOS（EBCMOS）是当前数字微光夜视技术发展的两个热门方向,背照式CMOS图像传感器是实现低照度CMOS和EBCMOS的重要技术途径。本文基于背照式CMOS图像传感器开展了低照度CMOS成像系统和EBCMOS成像系统的研制工作,并且设计和实现了分别适用于低照度CMOS成像和EBCMOS成像的图像处理算法。本文首先对微光夜视技术发展概况进行了简要介绍。接着针对具体需求设计了低照度CMOS成像和EBCMOS成像可以共用的硬件系统。完成硬件电路调试后,对低照度CMOS和EBCMOS的成像逻辑和图像处理算法进行了研究,其中成像逻辑和自动曝光算法是共有部分,低照度算法是针对低照度CMOS和EBCMOS的低照度环境使用需求分别研究设计的。成像逻辑主要包括时钟管理模块、系统主控模块、I~2C通用模块、CMOS驱动模块、图像训练模块、高速缓存模块和OLED显示模块,成像分辨率可达全画幅2048×2048;为了提高低照度CMOS成像系统和EBCMOS成像系统对亮暗场景的自适应性,避免过度曝光或者曝光不足,在研究了自动曝光算法的原理后,结合成像系统的特点,设计了一种基于灰度均值和亮度直方图的自动曝光控制算法;为了满足低照度环境使用需求,本文在低照度CMOS成像系统中设计了动态自适应平台直方图均衡化算法并硬件实现,在EBCMOS成像系统中设计了基于直方图的分段线性拉伸算法并硬件实现。最后,进行了低照度CMOS和EBCMOS的低照度成像对比实验,在同一工作模式、PGA增益和曝光时间下,低照度CMOS最低可在1×10-2lx照度下辨认物体,EBCMOS可在2×10-4lx照度下辨认物体。结果表明,以背照式CMOS研制得到的EBCMOS低照度探测能力相对于背照式CMOS本身有显著提升。