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
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更新于2024-08-07
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"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。
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