随着信息时代的来临，人们对图像分辨率、采集帧数、数据传输等有了更高的要求。然而传统的图像采集技术只能实现低分辨率、低帧数的采集功能，又由于受到距离和环境等因素的制约，很难保证数据远距离传输的高效性与可靠性。为了解决上述难题，本文将重点阐述基于工业相机的图像采集与回放系统研究。本文以水下研究为背景，使用高帧数CMOS型工业相机作为系统的前端设备，实现了高分辨率、高帧数的图像采集；且工业相机具有较高的可靠性，能够很好地满足复杂环境的使用要求。同时，为了保证图像数据的准确度，采用了具有带宽高、距离远、可靠性高特点的千兆以太网技术，实现了图像数据的回读。为了实现图像采集与回放功能，本文做了如下研究工作：针对图像数据量过大且存储速度慢的问题，采用多片Flash交替存储及其特有的“Two Plane”读写模式；为了降低系统待机时的功耗，通过设计电源管理电路实现系统电源的自动关闭；根据工业相机的控制原理，设计了控制相机的外围电路，利用VHDL语言编写控制程序和参数设置，实现系统对图像采集的可控性。最后，通过搭建系统平台进行相关测试与分析，结果表明：该系统可以实现高分辨率、高帧数的图像采集，可通过上位机软件回读数据并进行图像显示。