在信息时代,通过电子系统获取信息并处理信息是如今生活、生产的主流。一个集成了视频采集与图像处理的监控系统在交通、安全、环境、工业、医疗及航天领域,都占据着非常重要的地位。视频监控技术从曾经的模拟信号传输已经发展到了数字信号处理的阶段,功能上已经不是单纯的图像传输了,为了适应社会的高速发展,我们将更多复杂的功能放在了它的身上,比如:目标检测、目标识别、人脸识别等。而要实现这些功能,对图像处理的第一步往往都是边缘检测,在获取到物体边缘的基础上,再进行更复杂的功能实现。因此研究实时边缘检测系统具有很大的意义,它不仅实时性强,即在实现功能的同时,不能影响整个视频监控系统的工作流畅度,还应具有较好的准确度,即要有适当的算法对边缘进行检测。相比于软件的实现,硬件实现具有更高的速度、可以处理更大的数据量,并且可以灵活的移植系统。本文在MATLAB上对几种主流的边缘检测算子进行了仿真,并对其进行了对比筛选,最终选取Sobel算子为硬件平台的边缘检测实现算子。FPGA由于其可以进行并行运算的特点,在高速数据的处理上有很大优势,本系统选取它作为主控制芯片,对整个系统发布命令并进行数据交换与处理。利用FPGA内部形成的控制模块对各个外围硬件加以控制,在FPGA的协调控制下,摄像头、存储芯片及显示器组成一个视频采集与边缘检测系统。整个系统由摄像头作为数据流入的最开端,最终由VGA驱动模块驱动显示器输出640*480分辨率的图像。流水线设计作为本系统中的关键技术,有效的提高了系统的工作效率,文中通过TP图的分析形式表达出了Sobel算法模块中流水线设计的思路与过程。同时,对Sobel算法本身的改进也做了说明。最后,将各个硬件模块与FPGA连接后,在Quartus II中对工程进行全编译及约束,并通过JTAG接口下板,通过显示器观察边缘检测结果,证明了系统功能的正确性。