数字图像处理的处理过程就是利用数字滤波器（有限脉冲相应）实现数字化后的图像像素的数学处理，其处理过程的实质就是对图像矩阵的运算。而FPGA在这一过程中就是将若干个数字滤波器用硬件描述语言描述后，利用编译器将这些滤波器编译为FPGA可以识别的代码，从硬件上实现数字滤波器。
在设计利用FPGA实现数字图像处理系统时，外部电路可以分为编码和解码部分，这个过程由独立芯片实现这个过程，同时还有一些预处理电路，处理一些图像背景和边缘噪音，对被处理的图像做一些前期工作，这个过程可以是独立的小规模DSP（该DSP具备一定的控制功能），也可以是小规模的FPGA（相对于主处理FGPA而言）。在前期工作完毕之后，再利用大规模FGPA做图像实时处理，同时用一个控制器控制数据流的方向，速度，以及存储、读取，以减少FGPA在控制部分的资源消耗。
当数据流处理完毕之后，紧接着是数据的存储缓冲过程。该过程是由控制器根据系统时钟周期来完成高速数据在输出之前的缓冲，整个存储是在一个高速随机存储器中实现，因为图像数据要求是实时处理，而实时处理要求有一个高效率、低延迟的电路。在经过SRAM/SDRAM缓冲之后，数据就可以发送到输出端，该输出端可以是D/A转换，也可以是其他的接口，送至其他设备上处理，至少该输出端必须是可以读取，分析的终端设备。整个系统的设计应充分考虑到系统时钟能否及时地控制数据流的方向，减少因为时钟误差而引起的图像数据流延迟问题，同时在选用器件时注意时钟工作频率，尽可能的做到处理过程同步协调。