在数字图像处理技术中，图像分割质量直接影响到后续算法的效果，因此图像分割技术作为其主要技术之一占有重要的地位。针对非均匀光照下图像分割问题，采用Sobel算子和Bernsen算法相结合的自适应阈值分割方法，结合现场可编程门阵列的特点，在图像邻域处理器实现了该算法。经过实际测试验证，该方法能够很好地实现对非均匀光照下图像的分割问题，而且处理时间较短，仅为0.308 ms，完全满足实际应用的需求。