一、查看灰度图的数据格式
1.1 安装HxD
HxD下载链接：https://download.csdn.net/download/weixin_44357071/89045331
解压直接打开exe就能使用。
将需要查看二进制数据的图片拖到软件框里就能读取
1.2 找到bmp图像的图片点阵数据起始地址，原理和例子
从000Eh（h是16进制的意思）到0035是真的有40byte.横坐标是零到16，竖坐标是像十进制一样，把个位数空出来，然后是10,20,30.....
图中框框里是一个byte（字节），等于8个bit，A是4位bit的16进制表示，0也是。
如下图例子：
0000h到000Dh是位图文件头
000Eh到0035h是位图信息头，其中的001Ch是调色板颜色种类的位宽，这里是1，两种颜色，一种颜色需要4个字节，所以调色板需要2*4=8字节
所以0036h到003Dh是调色板所占的字节
003Eh及之后都是图片的点阵数据
1.3 生成200*200的灰度图
右键点击图片——属性，进入如图界面
修改尺寸为宽200，高200，即可将原来的800*800灰度图变为200*200.
1.4 选择图片的点阵数据
0000h到000Dh是位图文件头
000Eh到0035h是位图信息头，其中的001Ch是调色板颜色种类的位宽，这里是8，256种颜色，一种颜色需要4个字节，所以调色板需要256*4=1024字节
所以0036h到003Dh是调色板所占的字节
003Eh及之后都是图片的点阵数据
二、 代码和注释
需要注意$fopen等函数的使用，要打开的文件应该放在vivado的哪个目录下。链接：
verilog中的testbench语句——display，fopen，fread,fwrite——更新中-CSDN博客
2.1 设计代码
module contrast_adjust
(
input clk,
input rst_n,
input image_process_start,
input [7:0] point_data_in,
input [2:0] mul_value, //range 0~7
output reg [7:0] point_data_out
);
//----------------signal------------------
//线网型，用来传递值给下一个寄存器？？
wire [10:0] point_data_temp0;
wire [8:0] point_data_temp1;
wire [7:0] point_data_out_processed;
/*******************image point process**********************/
//-----------multiple------------
//因为乘以的数是在 0到7，所以乘以 2的3次方，temp0就需要在8位的基础上拓展到10
assign point_data_temp0 = point_data_in * mul_value;
//divide 4,这个应该是通过直接取高8位的方法，实现右移两位，除以4
//point_data_temp0[10:2] 是9位,然后通过第九位进行下一步的判断
assign point_data_temp1 = point_data_temp0[10:2];
//----------overflow process-----
//如果取高八位的数最高位依旧是1，即值大于等于100，那么直接给赋值到255，因为除以4了都还大于100
//否则就截取的9位再取低8位，相当于再除以2，因为判断最高位是0了，所以这个右移是无损的
assign point_data_out_processed = point_data_temp1[8]?8'b1111_1111: point_data_temp1[7:0];
always @ (posedge clk or negedge rst_n)
if(!rst_n)
point_data_out <= 0;
else if(image_process_start)
point_data_out <= point_data_out_processed;
else
point_data_out <= point_data_in;
endmodule
2.2 tb代码
`timescale 1ns / 1ns
`define Clock 20
module constrast_adjust_tb();
/**************************port*************************/
reg clk;
reg rst_n;
reg [7:0] point_data_in;
reg [2:0] mul_value;
//reg [7:0] add_value;
reg image_process_start;
reg [7:0] bmp_data[0:50000];
wire [7:0] point_data_out;
wire [7:0] bmp_data_out;
/**************************clock and reset*************************/
//初始化时钟，设置时钟周期为20
initial begin
clk= 1;
forever
#(`Clock/2) clk = ~clk;
end
initial begin
rst_n= 0;
#(`Clock*20+ 1);
rst_n =1;
end
/**************************读取位图数据*************************/
integer bmp_file_read;
integer file_read;
integer data_start_index;
integer bmp_size;
initial begin
//返回值bmp_file_read像是一个fd，文件标识符，在verilog里边习惯叫做句柄
//rb表示read only+ binary,只读+二进制模式
bmp_file_read= $fopen("../pic/picture.bmp","rb");
//这行代码的作用是从之前打开的名为 bmp_file_read 的文件中读取数据，
//并将读取的数据存储到 bmp_data 变量中。
file_read= $fread(bmp_data, bmp_file_read);
//找到位图数据开始的索引
data_start_index= { bmp_data[13], bmp_data[12],bmp_data[11],bmp_data[10]};
//得到bmp图像的大小
bmp_size= { bmp_data[5], bmp_data[4], bmp_data[3], bmp_data[2] };
end
/**************************输入 信号*************************/
initial begin
mul_value= 3'd2;
end
integer index;
always @ (posedge clk or negedge rst_n)begin
if(!rst_n)begin
index <= 0;
image_process_start <= 0;
point_data_in <= 0;
end
else if(index == data_start_index)begin
image_process_start <= 1;
index <= index + 1;
point_data_in <= bmp_data[index];
end
else begin
index <= index + 1;
point_data_in <= bmp_data[index];
end
end
assign bmp_data_out = point_data_out;
//--------------------图像写回文件------------------
integer bmp_file_write;
integer file_write;
initial begin
//创建文件，然后得到句柄bmp_file_write
bmp_file_write = $fopen("../pic/picture_contrast.bmp","wb");
end
//每一次时钟上升沿把数据写回
always @ (posedge clk or negedge rst_n)begin
//好像意思是，不复位的情况下，传输正常进行，不知道对不对？？？？？？？？？？？？？？？？
if(rst_n)begin
if(index == 0 || index == 1)
$display("start to write bmp file");
//一直保持写数据，直到写到bmp文件大小+2，因为0和1不写数据
else if(index < bmp_size + 2)
//不理解这个为什么是%c，为什么不是%b呢???????????????????????????????????????????
//将bmp_data_out的数据写到bmp_file_write这个fd中
$fwrite(bmp_file_write,"%c",bmp_data_out);
else begin
$fclose(bmp_file_write);
$fclose(bmp_file_read);
$display("Write bmp file complete, close the file");
$finish;
end
end
end
contrast_adjust u_contrast_adjust(
.clk ( clk ),
.rst_n ( rst_n ),
.image_process_start ( image_process_start ),
.point_data_in ( point_data_in ),
.mul_value ( mul_value ),
.point_data_out ( point_data_out )
);
endmodule
