FPGA图像处理-灰度化

简介

用verilog实现彩色图像的灰度化算法，并进行Modelsim仿真。
图像处理操作中最简单的一类就是点操作，一个像素的输出只取决于输入图像的相应像素值。
RGB转GRAY公式：
GRAY = 0.299R + 0.587G + 0.114B
由于FPGA不方便小数运算，所以放大256倍进行运算，然后右移8位：
GRAY = (77R + 150G + 29B) >> 8
彩色图像的灰度化属于点操作，但两级寄存器之间组合逻辑过多会导致时序出问题，所以对该公式进行流水线处理，分为三级流水线：

• 第一级处理乘法
• 第二级处理加法
• 第三级处理移位

模块说明

module rgb2gray(
    input clk,
    input rst_n,
    
    // input data & valid
    input iValid,
    input [7:0] red,
    input [7:0] green,
    input [7:0] blue,

    // output data & valid
    output oValid,
    output [7:0] gray
);

为了简单起见，输入输出都是valid+data的形式

第一级流水线：乘法

// 第一级乘法寄存器
reg [15:0] red_r;
reg [15:0] green_r;
reg [15: