随着电子信息技术的革新,光电实时成像技术得到了迅猛的发展。光电实时成像系统是集图像采集、图像处理和图像显示于一身的多功能设备,它是人们获取外界信息的基本工具,尤其是应用在医疗上的医学电子内窥镜已经起着举足轻重的作用。特别是采用固体自扫描输出方式的CCD传感器等器件的出现,具有更高分辨率和更小体积的医学电子内窥镜不断问世。由于内窥镜工作环境照度非常低,导致实时成像时噪声比较大,成像质量不能很好地满足要求。在这种背景下,本文在讨论光电实时成像系统原理的基础上,以提高成像质量为目的,设计了基于帧间滤波技术的内窥镜实时成像系统。首先,我们对影响成像质量的系统噪声进行了一定讨论,并分析了帧间滤波技术在视频处理中的优缺点。根据内窥镜成像环境中图像信号的低照度、高噪声、慢变化的特性,我们提出基于运动检测的帧间滤波算法,并通过FPGA硬件实现该算法。其次,详细地阐述了系统的框架结构和工作原理。在FPGA信号处理核心单元上实现了包括ITU656格式解码功能、存储器控制功能、色彩转换功能、VGA显示功能和基于运动检测的帧间滤波算法功能,并对各个功能模块进行了仿真与验证。最后,本着高灵活性和高性价比的原则,采用SONY公司的Super HAD CCD传感器ICX409AK和Altera公司Cyclone III系列FPGA EP3C16F484C8N为核心,分别设计了CCD接口板、图像采集板和信号处理板来完成相应的功能,并使之联合工作来实现滤波处理以及实时系统成像功能。CCD的宽光谱响应使微光中的近红外光也能被感应,而由于光照不足被放大的系统噪声将被模拟前端和帧间滤波算法抑制,并且系统充分利用FPGA的高速、并行处理能力,能够实时地处理并显示图像。该系统还适合在微光、慢变化环境中的实时成像应用,可以获得高信噪比的图像。