随着计算机技术的发展以及人类生活水平的提高,人们对于视觉体验的要求也越来越高。通过成像设备真实地再现自然场景,获取符合人眼视觉特性的图像已经成为一个重要的研究方向。一般的显示设备所能显示的图像的动态范围比较低,而现实中的场景往往具有较高的动态范围,为了解决高动态范围图像在低动态范围显示设备上的显示问题,基于高速高清CCD成像系统,本文提出并实现了一种改进的宽动态范围图像(WDR)显示技术,能够对图像中的细节信息进行增强,并在FPGA上验证了该算法。同时,本文在此平台上研究并实现了宽动态范围图像的降噪技术,可以获得更加高清的图像。本文首先研究并分析了传统的宽动态显示技术发展趋势及主流的工程化实现方法。研究发现分层色调映射法通过增强图像细节和调整图像对比度来扩展图像的动态范围,具有较好的效果；针对该方法,本文提出了一种基于引导滤波的分层方法,利用引导滤波将图像分为基本层与细节层,不但能避免光晕现象,同时优化后的算法简单,易于硬件实现。此外,图像中存在的噪声会严重影响图像的质量,因此本文设计了一种基于多高斯背景模型的帧间滤波算法,该方法不但具有很好的降噪效果,而且具有保护图像边缘与细节的能力,也不会产生拖尾现象。基于宽动态范围图像显示算法及其降噪算法,本文展开了深入研究,结合不同的传统算法进行改进优化,并在实验室自主搭建的软硬件平台上进行各种比对验证,从而获得高清高质量的宽动态范围图像。