高光谱目标检测技术一直以来就是高光谱图像处理领域的研究热点之一,而高光谱图像庞大的数据量以及高维的数据特征使得目标检测算法的硬件实现成为技术难题,这影响了高光谱图像目标检测的发展。然而,随着检测算法的优化和检测平台的进步,尤其是现场可编程门阵列(FPGA)的发展,使得许多图像处理算法可以通过硬件来实现。FPGA包含大量的存储和逻辑资源,能处理的数据规模不断增长。而且其具有高速、低功耗和高可靠性等优点,在高光谱图像处理领域占据很重要的地位。本论文基于FPGA硬件开发平台实现高光谱目标检测算法,由于OSP算法对图像数据进行目标检测时不依赖于数据的统计模型,并且可以直接从线性混合模型中推导得到,因此本论文采用OSP算法作为待实现的目标检测算法。论文首先对OSP算法进行硬件系统设计,自上而下将整个系统划分为干扰光谱特征矩阵相乘模块、矩阵求逆模块、检测算子运算模块以及检测量运算模块。进而对每个模块运用Verilog HDL语言进行设计描述,使用Modelsim软件完成各个模块和系统的功能仿真,并给出了对应的仿真结果。之后,使用MATLAB软件对算法硬件实现系统输出的检测量进行读取显示,采用ROC曲线评估系统的检测性能。并与基于MATLAB软件实现的算法检测结果进行对比,验证系统的正确性。其次,由于OSP算法中矩阵求逆部分在硬件实现中比较复杂,占用资源数较多,而改进的ROSP算法的计算相对简单,因此进一步研究了基于FPGA的ROSP算法的硬件实现系统,给出了系统的整体设计方案和每一个模块的具体设计方法,通过编译仿真,给出系统的目标检测结果。之后,读取、分析ROSP算法硬件实现系统的结果,验证系统的功能,并与OSP算法实现系统进行比较。本文基于FPGA实现的高光谱目标检测OSP算法实现系统和ROSP算法实现系统均较好的完成了高光谱图像中感兴趣目标的检测,OSP算法实现系统速度更快,而ROSP算法实现系统消耗的逻辑资源更少。