现代化生产和科学研究对视频图像采集系统的要求日益提高。传统的模拟图像传输系统实时性强，但处理功能简单、采用分立元件，可靠性差、不宜调试、不能很好地满足特殊要求。基于FPGA技术的实时图像采集系统，可在单片FPGA上完成整个系统的软硬件设计，集成度高，有着较高的性价比，而且系统升级方便，图像采集、处理、存储和显示都通过硬件逻辑实现，充分发挥了FPGA并行处理能力，特别适合对实时性要求较高的图像采集系统。本文研究的图像传输系统应用在飞行器的图像传输系统中，由于飞行器质量、体积、功耗等有严格限制，因此图像传输系统采用模拟传输体制，在接收端进行图像数字化采样和处理。这样既保证了系统的实时性，又可以形成数字图像矩阵。该系统采用阵列信号处理方式，需要同时并行接收多飞行器传回的图像信号，宽带信号的巨大运算量给实时处理带来了很大的挑战。因此，本文就实时图像采集系统的设计和FPGA实现进行了研究。本课题的主要研究内容和创新包括以下几个方面：1．从图像传输系统的应用特点出发，对实时图像采集系统的需求做了详细分析，结合现有的硬件平台，给出了多频点图像采集系统的整体设计方案；随后对系统进行了模块化设计。2．针对本系统多频点多通道的信号处理特点，改进了多通道下变频器结构，在满足系统指标要求的前提下大大降低了FPGA逻辑资源消耗；对数字波束合成原理进行了研究，提出了一种预置多波束的DBF方案，在系统需求与实现代价间取得了平衡，经测试验证，所提方案可有效抑制干扰。3．详细研究了影响视频解码性能的关键因素，提出了一种全数字视频解码器的FPGA实现结构，同时设计了多通道图像数据转发及缓存方案，并在现有的硬件平台上予以实现。