一种用CPLD实现视频信号运动检测的方法
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增大字体如果要保证抽样数据全部都是有效数据，那么必须利用输入的象素数据同步脉冲ＳＰＣＬＫ、场同步信号ＳＶＳ和行同步信号ＳＨＳ对抽样时刻做严格的同步。这需要消耗额外的ＣＰＬＤ资源，而效果却不一定好。
根据以上规则，实际抽样的数据量为：８６４×１４４＝１２４４１６Ｂｙｔｅ，需要的ＳＲＡＭ容量为１２８Ｋ。
２．３ 程序
下面给出实现以上过程的一部分ＶＨＤＬ程序。
ｓｒａｍ＿ｗｒｉｔｅ＿ｃｏｎｔｒｏｌｐｒｏｃｅｓｓｓｔｏｒｅ＿ｆｉｅｌｄｖａｌｉｄｓｐｃｌｋ２ｌｉｎｅ＿ｃｏｕｎｔｅｒ
ｂｅｇｉｎ
ｗｒｉｔｉｎｇ＜＝ｖａｌｉｄ ａｎｄ ｓｐｃｌｋ２ ａｎｄ ｓｐｃｌｋ ａｎｄ ｓｔｏｒｅ＿ｆｉｅｌｄ ａｎｄ ｌｉｎｅ＿ｃｏｕｎｔｅｒ０
ｅｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓ
ｓｒａｍ＿ｒｅａｄ＿ｃｏｎｔｒｏｌｐｒｏｃｅｓｓｃｏｍｐａｒｅ＿ｆｉｅｌｄｖａｌｉｄｓｐｃｌｋ２ｌｉｎｅ＿ｃｏｕｎｔｅｒ
ｂｅｇｉｎ
ｒｅａｄｉｎｇ＜＝ｖａｌｉｄ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅ＿ｆｉｅｌｄ ａｎｄ ｓｐｃｌｋ２ ａｎｄ ｌｉｎｅ＿ｃｏｕｎｔｅｒ０
ｅｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓ
这两个进程用于控制ＳＲＡＭ的读写信号，ｒｅａｄｉｎｇ和ｗｒｉｔｉｎｇ正好和ＳＲＡＭ的读写信号反相。Ｖａｌｉｄ变量指示当前输入的行是否为需要采样的有效行，ｓｐｃｌｋ是象素数据同步脉冲，ｓｐｃｌｋ２是它的二分频，用于指示当前输入数据是否为亮度分量Ｙ。ｌｉｎｅ＿ｃｏｕｎｔｅｒ０＝１表示奇数行。ｓｔｏｒｅ＿ｆｉｅｌｄ和ｃｏｍｐａｒｅ＿ｆｉｅｌｄ分别指示本场数据是否需要保存或者需要比较。
ｕｐｄａｔｅ＿ｄａｔａ＿ｂｕｓｐｒｏｃｅｓｓｓｔｏｒｅ＿ｆｉｅｌｄｖａｌｉｄｃｃｄ＿ｄａｔａ
ｂｅｇｉｎ
ｉｆｓｔｏｒｅ＿ｆｉｅｌｄ＝‘１’ａｎｄ ｖａｌｉｄ＝‘１’ｔｈｅｎ
ｄａｔａ＿ｓｒａｍ＜＝ｃｃｄ＿ｄａｔａ
ｅｌｓｅ
ｄａｔａ＿ｓｒａｍ＜＝“ＺＺＺＺＺＺＺＺ”
ｅｎｄ ｉｆ
ｅｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓ
在抽样第一帧数据的时候，直接把数字视频信号输入到ＳＲＡＭ的数据总线上，写操作信号由ｗｒｉｔｉｎｇ控制。其它时候，数据总线上输出高阻。
ｕｐｄａｔｅ＿ｄａｔａ＿ｒｅｇｐｒｏｃｅｓｓｓｐｃｌｋｃｃｄ＿ｄａｔａｓｐｃｌｋ２ｃｏｍｐａｒｅ＿ｆｉｅｌｄ
ｖａｌｉｄｄａｔａ＿ｓｒａｍ
ｂｅｇｉｎ
ｉｆｓｐｃｌｋ＇ｅｖｅｎｔ ａｎｄ ｓｐｃｌｋ＝‘０’ｔｈｅｎ
ｉｆｃｏｍｐａｒｅ＿ｆｉｅｌｄ＝‘１’ａｎｄ ｖａｌｉｄ＝‘１’ａｎｄ ｓｐｃｌｋ２＝‘１’ｔｈｅｎ
ｄａｔａ＿ｓｒａｍ＿ｒｅｇ＜＝ｄａｔａ＿ｓｒａｍ
ｉｆｃｃｄ＿ｄａｔａ＜＝ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｔｈｅｎ
ｄａｔａ＿ｒｅｇ１＜＝“００００００００”
ｄａｔａ＿ｒｅｇ２＜＝ｃｃｄ＿ｄａｔａ＋ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ
ｅｌｓｉｆｃｃｄ＿ｄａｔａ＞＝２５５－ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｔｈｅｎ
ｄａｔａ＿ｒｅｇ１＜＝ｃｃｄ＿ｄａｔａ－ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ
ｄａｔａ＿ｒｅｇ２＜＝“１１１１１１１１”
ｅｌｓｅ
ｄａｔａ＿ｒｅｇ１＜＝ｃｃｄ＿ｄａｔａ－ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ
ｄａｔａ＿ｒｅｇ２＜＝ｃｃｄ＿ｄａｔａ＋ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ
ｅｎｄ ｉｆ
ｅｎｄ ｉｆ
ｅｎｄ ｉｆ
ｅｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓ
ＳＡＡ７１１３的象素同步脉冲的下跳边沿是象素数据的有效边沿，进程在ｃｏｍｐａｒｅ＿ｆｉｅｌｄ＝１时，一方面把抽样数据读入，用寄存器保存用于比较的数据的上限和下限；另一方面从ＳＲＡＭ读入对应数据存入寄存器ｄａｔａ＿ｓｒａｍ＿ｒｅｇ，这两个操作为比较数据做好准备。ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ是一个阈值，这里取１６，当前后两次抽样差值超过ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ时就认为这两个抽样数据是不等的。在输入数据接近０或者２５５的时候，需要做特殊处理，避免整型数溢出，影响比较结果。
ｃｏｍｐａｒｅ＿ｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｓｐｃｌｋ２ｖａｌｉｄｃｏｍｐａｒｅ＿ｆｉｅｌｄ
ｂｅｇｉｎ
ｉｆｓｐｃｌｋ２＇ｅｖｅｎｔ ａｎｄ ｓｐｃｌｋ２＝‘０’ｔｈｅｎ
ｉｆｃｏｍｐａｒｅ＿ｆｉｅｌｄ＝‘０’ｔｈｅｎ
ｐｉｘｅｌｓ＜＝“００００００００００”
ｅｌｓｉｆｖａｌｉｄ＝＇１＇ｔｈｅｎ
ｉｆｄａｔａ＿ｓｒａｍ＿ｒｅｇ＜＝ｄａｔａ＿ｒｅｇ１ ｏｒ ｄａｔａ＿ｓｒａｍ＿ｒｅｇ＞＝ｄａｔａ＿ｒｅｇ２ｔｈｅｎ
ｐｉｘｅｌｓ＜＝ｐｉｘｅｌｓ＋１
ｅｎｄ ｉｆ
ｅｎｄ ｉｆ
ｅｎｄ ｉｆ
ｅｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓ
ｃｏｍｐａｒｅ＿ｄａｔａ进程在抽样的间隔（输入为色度分量Ｃｒ或者Ｃｂ时）对前后两次抽样的数据进行比较，如果比较结果超过允许值，计数器ｐｉｘｅｌｓ加１，否则不加。
ｍｏｔｉｏｎ＿ｄｅｔｅｃｔｐｒｏｃｅｓｓｐｉｘｅｌｓ
ｂｅｇｉｎ
ｉｆｐｉｘｅｌｓ＞ｍａｘ＿ｐｉｘｅｌｓｔｈｅｎ
ｉｎｔ０＜＝‘１’
ｅｌｓｅ
ｉｎｔ０＜＝‘０’
ｅｎｄ ｉｆ
ｅｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓ
ｍａｘ＿ｐｉｘｅｌｓ是一个阈值，表示一帧数据中允许出现的不相等抽样数据的最大数目，当计数器ｐｉｘｅｌｓ超过ｍａｘ＿ｐｉｘｅｌｓ时，就认为检测到了物体运动，ＣＰＬＤ将ｉｎｔ０输出管脚置高，向处理器请求中断。这里ｍａｘ＿ｐｉｘｅｌｓ取６００，它可以根据需要设置适当的值。
当ＣＣＤ摄像头前有物体晃动时，ＣＰＬＤ的ｉｎｔ０管脚会连续产生高电平脉冲，这说明运动检测模块已经正常工作起来，同时另一路视频信号经过Ｗ９９６８２处理后输送到电视屏幕上，以便观察运动的场景。如果晃动摄像头本身，只要微小的晃动就可以看到类似的效果，因此用这种ＣＰＬＤ实现运动检测是可行的。
事实上，还可以利用同样的原理对ＣＭＯＳ摄像头的输入信号进行运动检测。
当然这种检测方法本身也有不足之处，最主要的一点是实际检测到的只是摄像头前光线亮度的变化，不能智能地判断引起这种变化的原因，也不能判别运动物体的形状。另一方面，从实验结果来看，有时候会出现误判；当运动物体离摄像头比较远时，检测的灵敏度也会降低，出现漏判。误判和漏判是一对矛盾，在实际应用中需要根据实际情况反复调试，选出最佳的阈值，减少这两种情况的发生。
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作者：佚名
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