FPGA实现运动目标检测：Verilog版帧差法与中值滤波

"基于FPGA的运动目标识别与追踪——Verilog语言在硬件设计中的应用" 在微电子科学与工程领域，FPGA（Field-Programmable Gate Array）因其灵活性和高性能，常被用于实现复杂的数字系统。李根的本科毕业设计就是这样一个例子，他运用FPGA实现了运动目标的检测与追踪。这项设计的核心在于使用Verilog，一种广泛使用的硬件描述语言，进行系统的设计和仿真。 Verilog，作为IEEE标准的硬件描述语言之一，与VHDL齐名。尽管VHDL早于Verilog出现且在某些特定领域（如军工）仍占有一席之地，但Verilog以其简洁易学的特点赢得了广大开发者青睐，逐渐成为主流。随着SystemVerilog的不断发展，Verilog的功能得到了进一步增强，但仍无法完全替代VHDL，因为每种语言都有其独特的适用场景。 该设计中，首先利用I2C协议与摄像头传感器交互，获取RGB565格式的像素信息。接着，通过PS2键盘设置帧差阈值，对图像数据进行处理，包括格式转换、中值滤波和帧差运算，从而获得二值化的运动目标图像。包围盒技术则用来确定运动目标的位置。整个流程在Verilog中被模块化设计，并在Modelsim环境下进行仿真验证。之后，使用Quartus工具进行布局布线，将设计下载到DE1-SOC评估板上，实际运行验证了设计的有效性。 设计中选择了帧差法作为主要的运动目标检测算法，Matlab的仿真验证了这种方法的可行性。在深入理解算法原理后，将其转化为硬件电路，利用FPGA平台实现。最终，实现实时性分析，证明了FPGA在图像处理算法实现上的高效性和优势。 关键词：FPGA，帧间差分，中值滤波，目标检测，包围盒 此设计展示了Verilog在现代电子系统中的重要性，特别是在高速图像处理和实时计算的应用中，FPGA结合Verilog语言能够提供快速、高效的解决方案。同时，这也突显了FPGA在运动目标检测和追踪这一计算机视觉关键问题上的潜力，为相关领域的研究提供了新的视角和实践参考。