用FPGA写一个3*3矩阵然后用sobel算子计算图像清晰度代码

下面是一个用Verilog实现Sobel算子的例子，可以用于计算图像清晰度。假设输入图像是8位灰度图像，大小为640x480，输出图像大小相同，代码如下：

module sobel(input clk, input rst, input [639:0][479:0] image_in, output reg [639:0][479:0] image_out);

  reg signed [7:0] Gx[0:2][0:2], Gy[0:2][0:2];
  reg signed [15:0] sum_x, sum_y;

  integer i, j;

  always @(posedge clk or posedge rst) begin
    if (rst) begin
      for (i = 0; i < 3; i = i + 1) begin
        for (j = 0; j < 3; j = j + 1) begin
          Gx[i][j] <= 0;
          Gy[i][j] <= 0;
        end
      end
    end
    else begin
      for (i = 0; i < 640; i = i + 1) begin
        for (j = 0; j < 480; j = j + 1) begin
          if (i == 0 || j == 0 || i == 639 || j == 479) begin
            image_out[i][j] <= 0;
          end
          else begin
            sum_x = Gx[0][0] * image_in[i-1][j-1] + Gx[0][1] * image_in[i][j-1] + Gx[0][2] * image_in[i+1][j-1]
                    + Gx[1][0] * image_in[i-1][j] + Gx[1][1] * image_in[i][j] + Gx[1][2] * image_in[i+1][j]
                    + Gx[2][0] * image_in[i-1][j+1] + Gx[2][1] * image_in[i][j+1] + Gx[2][2] * image_in[i+1][j+1];
            sum_y = Gy[0][0] * image_in[i-1][j-1] + Gy[0][1] * image_in[i][j-1] + Gy[0][2] * image_in[i+1][j-1]
                    + Gy[1][0] * image_in[i-1][j] + Gy[1][1] * image_in[i][j] + Gy[1][2] * image_in[i+1][j]
                    + Gy[2][0] * image_in[i-1][j+1] + Gy[2][1] * image_in[i][j+1] + Gy[2][2] * image_in[i+1][j+1];
            image_out[i][j] <= $abs(sum_x) + $abs(sum_y);
          end
        end
      end
    end
  end

  initial begin
    // Sobel算子
    Gx[0][0] = -1; Gx[0][1] = 0; Gx[0][2] = 1;
    Gx[1][0] = -2; Gx[1][1] = 0; Gx[1][2] = 2;
    Gx[2][0] = -1; Gx[2][1] = 0; Gx[2][2] = 1;

    Gy[0][0] = -1; Gy[0][1] = -2; Gy[0][2] = -1;
    Gy[1][0] = 0; Gy[1][1] = 0; Gy[1][2] = 0;
    Gy[2][0] = 1; Gy[2][1] = 2; Gy[2][2] = 1;
  end

endmodule

这个例子中，输入图像image_in是一个640x480的二维数组，输出图像image_out也是一个640x480的二维数组。Sobel算子的卷积核是硬编码在模块内部的，可以根据需要进行修改。

需要注意的是，这个例子中只实现了Sobel算子的计算，还需要添加图像采集和输出模块，以及时序约束和资源分配等部分，才能构建一个完整的图像处理系统。