FPGA实现运动目标检测：帧差法与中值滤波在图像处理中的应用

"基于FPGA的运动目标识别与追踪——微电子科学与工程本科生李根的设计" 这篇摘要介绍了一个由微电子科学与工程专业的本科生李根完成的毕业设计项目，该设计利用FPGA（Field-Programmable Gate Array）硬件平台实现运动目标的检测与追踪。FPGA因其可重构性和高速运算能力，被广泛应用于图像处理领域。 在设计过程中，首先通过I2C（Inter-Integrated Circuit）协议与摄像头Sensor通信，获取RGB565格式的像素信息。接着，设计中引入了用户交互，允许通过PS2键盘设置帧差阈值。图像数据随后经过格式转换、中值滤波和帧差计算等步骤进行预处理，以减少噪声并突出运动区域。帧差法是一种常用的运动目标检测算法，通过比较连续两帧图像的差异来识别运动目标。中值滤波则有助于消除椒盐噪声，提高图像质量。 处理后的图像会转化为二值化形式，通过包围盒技术确定运动目标的位置。包围盒技术是一种简单而有效的定位方法，可以快速确定目标的大致范围。设计采用了硬件描述语言进行编程，并在modelsim软件上进行了模块仿真验证。经过quartus布局布线，设计最终被下载到DE1-SOC评估板上进行实际场景测试，结果符合预期。 此外，设计者还对帧差法进行了Matlab软件的仿真验证，深入探讨了算法原理，这为硬件电路设计提供了理论基础。通过FPGA实现，不仅提高了处理速度，而且证明了硬件实现图像处理算法的实时性和效率优势。 关键词包括：FPGA、帧间差分、中值滤波、目标检测和包围盒技术，这些是该设计的核心技术点。文章的“Abstract”部分进一步强调了在电子信息行业快速发展的背景下，基于图像的运动目标检测与追踪在各个领域的应用价值，以及FPGA在其中发挥的关键作用。 这个设计不仅展示了FPGA在图像处理中的应用潜力，还体现了软件仿真与硬件实现相结合的研究方法，对于理解和提升FPGA在计算机视觉领域的应用有着重要的参考价值。