Verilog中有符号数计算

该代码实现了一个Sobel边缘检测算法,用于计算图像梯度。通过定义3x3像素矩阵,分别计算水平和垂直方向的梯度(Gx和Gy)。Gx使用-1,0,1;-2,0,2;-1,0,1核,Gy使用-1,-2,-1;0,0,0;1,2,1核。最终梯度幅度通过G_data=√(Gx²+Gy²)计算得出。代码在时钟上升沿触发,使用寄存器暂存中间结果,通过符号运算完成梯度计算,最终输出10位的梯度幅值数据。

cpp 复制代码
wire            [7:0]           matrix_p11;
wire            [7:0]           matrix_p12;
wire            [7:0]           matrix_p13;
wire            [7:0]           matrix_p21;
wire            [7:0]           matrix_p22;
wire            [7:0]           matrix_p23;
wire            [7:0]           matrix_p31; 
wire            [7:0]           matrix_p32;
wire            [7:0]           matrix_p33;

//----------------------------------------------------------------------
//            [p11,p12,p13]   [-1,0,1]
//  Gx_data = [p21,p22,p23] * [-2,0,2] = (p13+2*p23+p33) - (p11+2*p21+p31)
//            [p31,p32,p33]   [-1,0,1]
//
//            [p11,p12,p13]   [-1,-2,-1]
//  Gy_data = [p21,p22,p23] * [ 0, 0, 0] = (p31+2*p32+p33) - (p11+2*p12+p13)
//            [p31,p32,p33]   [ 1, 2, 1]
//  
//  G_data = sqrt(Gx_data^2 + Gy_data^2)
reg             [ 9:0]          Gx_data_tmp1;
reg             [ 9:0]          Gx_data_tmp2;
reg             [ 9:0]          Gy_data_tmp1;
reg             [ 9:0]          Gy_data_tmp2;
reg signed      [10:0]          Gx_data;
reg signed      [10:0]          Gy_data;
reg signed      [21:0]          Gx_square_data;
reg signed      [21:0]          Gy_square_data;
reg             [20:0]          G_square_data;
wire            [10:0]          G_data;

always @(posedge clk)
begin
    Gx_data_tmp1   <= matrix_p13 + {matrix_p23,1'b0} + matrix_p33;
    Gx_data_tmp2   <= matrix_p11 + {matrix_p21,1'b0} + matrix_p31;
    Gy_data_tmp1   <= matrix_p31 + {matrix_p32,1'b0} + matrix_p33;
    Gy_data_tmp2   <= matrix_p11 + {matrix_p12,1'b0} + matrix_p13;
    Gx_data        <= $signed({1'b0,Gx_data_tmp1}) - $signed({1'b0,Gx_data_tmp2});
    Gy_data        <= $signed({1'b0,Gy_data_tmp1}) - $signed({1'b0,Gy_data_tmp2});
    Gx_square_data <= $signed(Gx_data) * $signed(Gx_data);
    Gy_square_data <= $signed(Gy_data) * $signed(Gy_data);
    G_square_data  <= Gx_square_data[20:0] + Gy_square_data[20:0];
end
相关推荐
漂流瓶jz39 分钟前
UVA-1612 猜名次 题解答案代码 算法竞赛入门经典第二版
数据结构·算法·题解·排序·aoapc·算法竞赛入门经典
吞下星星的少年·-·1 小时前
Div.2 CF 1130B题(构造,贪心)
算法·贪心·构造
是main不是漫2 小时前
【双指针——移动零】数组划分类题目的入门基石
c++·算法
szxinmai主板定制专家3 小时前
X86 工控机 vs RK3588 异构主控:AMR 控制器 BOM、散热、长期运维对比
运维·stm32·单片机·嵌入式硬件·fpga开发·am62x
深圳市快瞳科技有限公司3 小时前
野外鸟类AI识别落地实录:输入适配、结构化输出、去重聚合与置信度分流的工程实践
算法·计算机视觉·鸟类识别·鸟类ai识别·野外鸟类观测·林业调查
专注仿真5 小时前
梯度提升类(XFBoost)算法详解与代码实例
开发语言·人工智能·python·算法·大模型训练·控制算法
小豆庄5 小时前
视频遮罩追踪退场后ID撞号的排查—多目标场景下的失效
opencv·算法·bug·视频·python3.11
Tisfy5 小时前
LeetCode 3882.网格图中最小异或路径:动态规划
算法·leetcode·动态规划
D e re k ZH6 小时前
P5025 [SNOI2017] 炸弹
c++·算法
A boy CDEF girl7 小时前
算法题专栏:优选算法
数据结构·算法·leetcode