基于Verilog的数字图像边缘检测系统

以下是一个基于Verilog的数字图像边缘检测系统的设计：

## 一、边缘检测原理
1. **Sobel算子**
   - Sobel算子是一种常用的边缘检测算法。它通过计算图像中每个像素点的水平和垂直方向的梯度来确定边缘。
   - 对于一个像素点 $(x,y)$，水平方向的梯度 $G_x$ 和垂直方向的梯度 $G_y$ 可以通过与以下两个卷积核进行卷积运算得到：
     - 水平方向卷积核：$\begin{bmatrix}-1&0&1\\-2&0&2\\-1&0&1\end{bmatrix}$
     - 垂直方向卷积核：$\begin{bmatrix}-1& -2&-1\\0&0&0\\1&2&1\end{bmatrix}$
   - 然后，该像素点的梯度幅值 $G=\sqrt{G_x^2 + G_y^2}$，通常为了简化计算，也可以使用近似公式 $G=\vert G_x\vert+\vert G_y\vert$。

## 二、系统架构设计
1. **输入模块**
   - 负责接收数字图像数据。假设图像为8位灰度图像，输入数据为串行输入，每个时钟周期输入一个像素值。
   - 还需要输入图像的宽度和高度信息，以便在处理完整个图像后停止处理。
2. **卷积运算模块**
   - 包含两个子模块，分别用于计算水平方向和垂直方向的卷积结果。