针对高帧频彩色CMOS图像传感器在机器视觉高速成像领域中的应用，本文介绍利用高性能可编程逻辑器件FPGA实现CMOS图像传感器MI-MV13的高速驱动时序的设计，并且在FPGA内部设计了高速FIFO缓存器和双口RAM来完成Bayer彩色阵列图像数据的实时同步转换输出RGB彩色分量。最终由2片专用DVI接口集成芯片SiI178实现了DVI-I Dual Link模式的高帧频高分辨率彩色图像输出，DVI接口方便显示终端和高速存储设备链接。该相机系统具有集成度高、低功耗、接口通用紧凑、传输带宽高的优点。

为了提高高速CMOS图像传感器的成像质量，降低图像传感器暗电流和随机噪声，介绍了采用半导体制冷方法设计的高帧频CMOS数字摄像机成像系统，并针对该相机系统设计出结构一体化的多级半导体制冷器，实现了制冷量可控。实验结果表明，图像传感器制冷后的温度与环境温度的温差最大可达40℃；通过降低传感器温度很大程度上减少了暗电流固定模式噪声和瞬态随机噪声；此外，在摄像机内硬件实现了彩色滤波阵列转换和列向非均匀性校正，使输出图像信噪比提高了6dB。该相机系统具有集成度高，结构紧凑，高分辨率，高帧频，高信噪比，宽动态范同，成像质量好等特点。