针对单板CMOS图像传感器采集的Bayer模板的数据，结合FPGA硬件结构FIFO_DFF构成3×3插值模板，提出一种改进的双线性插值算法。插值过程中利用当前要还原的分量同通道的水平、垂直以及两个对角线方向上的已知分量进行边缘检测，用梯度小的方向的分量进行插值还原缺失的分量。实验结果表明，在FPGA中使用该算法插值得到的图像色彩准确，增强了图像的边缘和细节，图像清晰度高。