图像采集与传输技术在视频监控、信息处理、工业控制和科学研究等领域的应用日益广泛,这些应用对系统的采集、传输速度提出了越来越高的要求。随着微电子工艺的完善和电子设计能力的提高,高性能、大数据量的图像传感器的价格降低,而其应用场合得到扩大。图像采集设备作为多媒体系统的前端组成部分,承担着图像捕获、暂存、变换和传输的任务,有其重要作用。因此,设计一种高数据量、实时性好、性价比高、易实现的图像采集系统就有着重要的实用意义。本文介绍了构建高速图像采集系统的基本知识和技术,根据具体的应用要求,分别提出了适用于线阵和面阵图像传感器的基于FPGA的图像采集系统。线阵图像采集系统中,图像传感器采用CIS(接触式图像传感器)以满足较小空间的要求,用高速ADC(模拟数字转换器)实现图像数字化,选用Altera公司的FPGA来作为采集系统的核心,实现图像采集、预处理、制式化并传输给DSP做后续处理。面阵图像采集系统采集两路CMOS图像传感器的视频输入信号从而得到视差图像对,然后这对图像经过缓存、格式转换后通过DVI(数字视频接口)接口发送给LCD显示器,配合液晶开关眼镜可以获得立体观感,整个系统采用Xilinx的FPGA来控制工作流程。本论文提出的两种图像采集系统均经过器件选型、硬件设计、软件调试和结果的优化。基于CIS的FPGA图像采集系统用于新国标验钞机,基于CMOS的FPGA图像采集系统用于数字立体显微镜。经实际检验,具有高速采集、实时处理、低成本等优点,并且由于FPGA的在线编程能力,扩展性和兼容性良好,可以作为其他嵌入式应用中的一部分,可用价值较高。