机场跑道异物(FOD,Foreign Object Debris)一直以来都是危害飞行安全的重要因素之一,随着经济的发展以及技术水平的提升,配置机场跑道异物检测系统也逐渐成为了机场安全保障的重要指标。根据国内外的机场跑道异物检测系统的研究,其主要技术手段分为雷达设备检测和光学设备检测两种,考虑到投入民用机场的成本与性价比,本文主要研究的是以光学设备为主的检测系统。本文从整体架构出发,提出了基于图像处理的机场跑道异物检测系统的软硬件架构及系统草案,将检测系统分为前端检测单元与中央处理单元,并且根据各单元内部模块功能,选取了对应的软硬件实现平台。系统将在前端硬件平台中完成图像采集、目标检测、视频编码及相机控制功能,然后通过IP网络将视频及检测数据传输至后端计算机中完成视频监控及报警记录处理。针对系统实现,本文主要研究并制定了系统的通信数据帧格式,并在前端平台上实现了相应的数据通信接口,进行了速率测试,保证了数据传输带宽的实用性需求,并且完成了包括自动曝光在内的相机控制算法编写。同时,为了使系统便于人工确认,还在前端平台上采用了改进的多尺度Retinex图像增强算法,通过在YUV颜色空间对亮度分量进行Retinex运算,而对色度分量进行自适应校正,缩短了整体运算时间,并取得了较好的色彩保持效果。最后在后端编写了基于FFMPEG库的流媒体播放器,实现了监控视频的接收与解码播放,直观地显示了检测目标的信息。在本文最后,还对整体系统进行了检测准确性与系统稳定性的实验,实验结果表明本系统在这两方面的指标,能够满足实际检测的需求,保证了系统投入实用的技术前提。