当今社会随着信息化浪潮地不断推进,数字视频多媒体技术不断发展,数字电视显示设备及系统对视频图像的质量要求越来越高,视频图像的后处理技术变得越来越重要。视频图像去噪技术是视频图像后处理技术中不可缺少的一项关键技术,它不仅可以提高视频图像的观测质量,还可以作为其它视频图像增强技术的预处理步骤。因此,研究视频图像去噪技术具有广泛的工程应用价值。本文基于高分辨率视频的去噪实时性需求,研究了基于时间域、空间域和时空域的视频图像去噪算法,完成了基于时空域去噪算法的ASIC模块设计以用作后续视频图像处理模块的预处理步骤。本文首先从噪声分类和去噪方法两个方面研究了数字视频去噪的基础理论。然后针对传统时空域去噪算法在应用与实现中精度不足的部分,进行了优化改进。优化的内容包括有运动自适应时域滤波算法中将运动强度的获取分为低通分量和高通分量两个部分进行计算、运动补偿时域滤波算法中对SAD值进行惩罚、自适应空域滤波算法中边缘点的确定方法以及空域滤波结果的获取在低通滤波基础上进一步叠加高通滤波。在算法的ASIC实现中,本文考虑了速度、面积与功耗等设计因素,采用并行流水线设计思想对去噪模块进行了架构设计与功能模块划分。为了避免在硬件设计中引入冗余的逻辑计算,本文在去噪模块中将输入数据预处理做成了一个单独的模块,并在考虑了整个去噪模块的功耗后,引入了门控时钟模块来降低时钟功耗。接着本文对去噪模块中各个功能子模块进行了结构设计与逻辑实现,包括流水线控制信号传输模块、图像边界方向计算模块、输入数据预处理模块、运动补偿NR模块、运动自适应时域滤波模块以及自适应空域滤波模块。在完成硬件设计后,本文基于UVM验证平台对待测设计进行了仿真验证,收集了代码覆盖率,并对代码覆盖率不高的原因进行了分析,得出了覆盖率不高是合理情况的结论。最后,本文对流片后电视芯片的去噪模块进行了测试,在没有原始不含噪视频序列的前提下,将经过去噪模块处理后的视频序列看作是“不含噪”的理想视频序列,求得了原始含噪视频序列的信噪比,在一定程度上反映了硬件设计对噪声滤除的效果,证明了本设计的功能性。