医用电子内窥镜系统广泛应用于多种疾病的诊断和治疗当中。其摄像物镜为大视场、短焦距的广角镜头,图像存在严重的畸变。受计算机运算速度的限制,软件只能校正静态图像的畸变,不能对动态图像进行校正,因此本文利用超大规模集成电路的高速性能,设计了硬件畸变校正系统,以达到实时校正的要求。另外,由于体内照明条件复杂,诊断效果很大程度上受到亮度控制能力的限制。因此需要设计并实现一种功能全面、高性能的亮度控制系统。图像畸变校正包括空间位置校正和灰度校正。本文以点阵样板校正方法为基础,将定制的标准点阵样板通过内窥镜的光学系统成像,通过拟合畸变图像和样板图像间的关系确定畸变校正函数,以此进行空间位置校正。校正数据作成查找表,存入Flash EPROM。硬件的校正精度取决于软件的校正精度,双线性内插法具有良好的精度、完全满足一般图像灰度校正的要求。本文利用Verilog HDL完成了硬件双线形插值模块,并在Quartus II下进行了模拟仿真。FPGA作为整个畸变校正硬件系统的核心,完成了视频解码器与编码器的I2C总线配置、静态存储器SRAM的读取、查找表的读取以及硬件双线形插值灰度校正。详细说明了各个功能电路的设计,作为重点,对硬件双线形插值单独作为一章进行说明。自动亮度控制硬件系统作为设计的另一个环节,利用FPGA完成了峰值测光与区域测光的设计。通过两种模式的轮流使用,实现了面向使用者操作灵活性的亮度控制手段。最后,分析了硬件系统的误差来源,比较了畸变校正的效果,总结了系统的特点,提出了改进的措施和方法。本系统工作在NTSC制式下,场频60Hz,图像采样频率13.5MHz,校正图像大小为640×480,输入信号和输出信号均为标准视频信号,校正图像可直接送入监视器显示。校正前畸变图像的相对畸变是-20.86%,校正图像的相对畸变是-1.60%,系统有效地改善了图像的畸变失真。从畸变图像输入到校正图像输出的延时为40ms,实现了实时性的要求。