近年来,CMOS图像传感器由于其低功耗和低制造成本的特点逐渐超越了传统的CCD图像传感器,占据更多的市场份额。然而,CMOS图像传感器仍然受到图像噪声的影响,限制了整体图像的精度。因此,本文将对CMOS图像传感器的噪声抑制展开研究。为了解决两个主要的噪声源(高斯噪声和椒盐噪声),本文首先对四种经典图像去噪算法的性能进行了评估,包括典型的均值滤波和中值滤波,以及两种边缘保持算法:导向滤波和小波变换。后两种算法在去噪的同时能保持更多的图像细节。本文以峰值信噪比和结构相似性两种评价标准研究了四种算法在处理不同噪声时的效果。为了解决椒盐噪声,导向滤波算法的去噪效果表现出比小波去噪算法更好的性能。为了解决高斯噪声问题,导向滤波算法表现出比均值滤波和中值滤波算法更好的性能。考虑到算法去噪质量、电路实现难度等多种因素,本文最终选择导向滤波算法实现其硬件设计,并应用于CMOS图像传感器系统。本文将导向滤波算法作为CMOS图像传感器的图像处理模块,通过ASIC方式进行实现,并在FPGA开发板上对算法进行了验证。在硬件模块设计中,为了实现存储器访存带宽的最大化,本文在8通道的数据传输模式的基础上提出了双模块并行处理方式。本文采用HL55lp工艺对该导向滤波硬件模块进行了DC综合,一共使用了46.875 KB的片上存储,最高时钟频率达到了120 MHz,每行最大处理4800个像素,处理效率达到196M像素/秒。