目前实现图像采集系统的常用方法：1．基于计算机的图像采集系统，基本上可分为有以下两种方式：一种是采用板卡的形式与计算机接口通信，图像传感器端输出的模拟信号传输到板卡进行处理、数字化后存储到计算机，后期的图像数据处理工作由计算机完成；另一种方式是采用与计算机相对独立的图像采集设备完成图像的数字化，数字图像数据经过各种接口传输到计算机中进行另外的处理，例如基于USB接口的采集系统，灵活得搭建图像采集系统，然后图像的后期处理工作交给计算机完成[5]。64993

2．基于专用的数字信号处理器DSP构建采集系统及后期处理，DSP和CPU、ARM和单片机等相似，利用软件指令来控制外围采集电路进行工作，在DSP内部通过流线型工作模式进行图像的采集存储工作，比较常用的DSP处理器芯片为TI公司的TMS320系列等。

3．基于FPGA的硬件编程，即可编程的ASIC，纯硬件实现且可编程修改，延时小且研发周期短，是现在最流行的图像采集存储方式， FPGA用来控制整个系统的操作与通信[6]。

随着数字集成电路技术的不断发展，以及现代图像处理技术的在理论和应用上的重大进展，图像处理技术逐渐表现出以下几个方面的发展： 

1．高速的处理速度，由于很多图像的有关处理都是在用纯软件的方式进行处理，所以很难对图像的实时处理速度，因此提高图像处理的速度受到很多条件的限制，但是PCI、USB总线技术的发展以及内存技术的进步，高速图像能够及时的送入内存，图像处理的速度将会显著提高。论文网

2．复杂的图像处理技术，现在关于图像处理的难题很多而且各个领域又出现新的分支，如：图像编解码技术中的图像压缩、无损压缩、图像解码技术，指纹识别以及人脸识别技术中的特征点提取技术，模糊图像的复原等。随着以及硬件技术的不断发展以及图像处理技术的进步，这些复杂问题终将解决。 

3．图像处理技术进入网络化时代，网络数据库的迅猛发展，图像处理系统的日益复杂，资源的增多，知识的挖掘、图像的浏览、基于内容的查询、以网络为中心的系统结构等挑战型课题不断涌现，图像处理网络化无疑是众多新技术中影响巨大的技术之一[7]。 

尽管图像处理技术已经取得了巨大的进步，但仍有一些问题需要改进。随着近年来图像硬件技术的发展，许多数据采集系统研发出来并且具有较高的科学价值。微电子技术的发展，半导体产业的迅速更新使得高速数据采集技术也将得到较快的发展，本文所做的研究基于半导体芯片及FPGA技术上的高速图像采集，从速度和存储两个方面对采集系统进行研究。

1.2.2 FPGA的优势

FPGA即现场可编程逻辑门阵列是一种新型可编程逻辑器件，既继承了门阵列逻辑器件密度高和通用性强的优点，又具备可编程逻辑器件的可编程特性[8]。

近年来数字多媒体技术快速发展，高速图像的采集与处理技术广泛应用于工业控制、电子消费及民用设备中，其中比较典型的应用包括电视电话会议及监控设备等，现在用于高速图像处理的方式有：CPU、ARM、DSP、ASIC及专用的视频处理器和FPGA等。

而在构建高速图像数据采集这方面，FPGA相对于CPU、ARM和DSP等有一些特殊的优势：

1．FPGA内部逻辑全部由硬件完成，硬件电路内部延时小，因此数据的处理速度快，延时小，效率高。

2．FPGA内部时钟可以工作在高频率下，适合高速图像的采集及处理工作。

3．FPGA硬件可编程，可以使用硬件描述语言进行外围器件的控制和接口电路的通信，且只支持反复编程修改。