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

"该文主要讨论了基于FPGA的运动目标识别与追踪系统的设计与实现，涉及数据传输、图像采集、帧差法等关键技术。作者首先介绍了如何使用I2C协议配置OV2640摄像头获取RGB565格式的像素信息，然后通过PS2键盘调整帧差阈值，对图像进行格式转换、中值滤波和帧差处理，以实现运动目标的二值化检测。在硬件设计中，FPGA扮演核心角色，实现了算法的硬件化。设计经过Modelsim仿真和Quartus布局布线，最终在DE1-SOC评估板上运行验证。文章强调了FPGA在实时图像处理中的优势，并对结果进行了实时性分析。" 在数据传输方面，文中提到了单相全桥逆变电路，但这个概念在提供的摘要信息中并未展开，主要的焦点在于数据的采集和处理。数据传输位（如sda和scl）是I2C通信协议的一部分，用于在微控制器和传感器之间传输信息。在这个系统中，I2C协议被用来配置摄像头Sensor，确保数据能够正确、高效地传输。 图像采集接收模块专注于如何处理来自OV2640摄像头的数据。摄像头输出包括行同步信号、帧同步信号、8位宽的数据位和像素参考时钟。由于RGB565格式的特性，每个像素需要两个时钟周期来完成数据传输。设计中通过延迟和拼接8位数据，形成16位宽的数据流，这样可以适应RGB565格式并控制输出，使得数据间隔输出，每两个时钟周期输出一次完整像素。 运动目标识别与追踪部分，采用了帧差法作为主要算法。帧差法是一种简单有效的运动目标检测方法，通过比较连续两帧图像的差异来确定目标的移动。Matlab软件被用来验证帧差法的性能，之后将其硬件化，实现在FPGA平台上。此外，中值滤波用于去除噪声，提高检测精度。通过包围盒技术，可以确定运动目标的位置，这种方法简洁且易于硬件实现。 该设计利用FPGA的并行处理能力和实时性，实现了高效的运动目标检测和追踪系统，展示了FPGA在图像处理领域的潜力。通过软件仿真和硬件测试，证明了这种方法的有效性和实时性能。