本发明目的是提供一种高速高光谱成像仪图像处理系统，为遥感成像实现高空间分辨率、高时间分辨率提供了一种高效的技术途径。该高速高光谱成像仪图像处理系统中，模拟视频信号前端信号调理电路按照单端转差分的形式相应采用64个运算放大电路输出64路差分调理信号，进入8片四通道集成的高速ADC转换器的模拟前端，通过可编程控制的相关双采样，再进行增益调整，然后完成模数转换，转换后得到32路并行输出的数字化图像数据；然后进行图像数据拼接及辅助数据合成，合成后基于整帧图像进行自适应增益调整反馈；再将整帧图像数据划分为8块，相应通过8路高速SerDes收发器进行并串转换后实现海量图像数据的高速传输。