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《用FPGA實現(xiàn)色空間RGB到YCbCr的轉換》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、140南昌高專學報2007年第6期(總第73期)2007年12月出版JournalofNanchangCollegeNo.6(Sum73)Dec.2007用FPGA實現(xiàn)色空間RGB到YCbCr的轉換121吳康劉耀元胡民山(1.江西制造職業(yè)技術學院江西南昌330095,2.南昌理工學院江西南昌330013)摘要:在視頻設計中,通常要實現(xiàn)色空間RGB到YCbCr的轉換,該轉換是對后級信號進行處理的基礎。本文介紹一種RGB色空間到YCbCr色空間轉換的電路設計。首先,給出色空間的定義以及色空間RGB到YCbCr的轉換方程組。根據(jù)這些方程組,提出設計中的幾個關鍵問題,并用硬件描述語言VHDL在
2、FPGA器件上實現(xiàn)。關鍵詞:色空間;轉換方程;FPGA中圖分類號:TN942.1文獻標識碼:A文章編號:1008-7354(2007)06-0140-03所謂的色空間是真實顏色的數(shù)學表示,它和為255時,產(chǎn)生白色。RGB色空間可以被想象成人類的色調(diào)、飽和度、亮度等視覺感觀沒有直接一個三維坐標系統(tǒng),該坐標系統(tǒng)的三條軸線各代的聯(lián)系。最通用的色空間有RGB、YIU、YUV、表紅、綠、藍。RGB色空間被廣泛應用于計算機圖YCbCr等。這些色空間都可以從攝像儀和掃描儀形設備中,很適合人眼的光學特性。提供的rgb信息推導獲得。特定的應用決定了到表1100%飽和度和100%幅度彩條信號的rgb值底該
3、采用哪種色空間。比如,采用某一個色空間幅度范圍白黃青綠品紅紅藍黑可能是由于信息需要被處理得更加簡捷;而選擇r0-2552552550025525500另一個色空間可能是因為需要較少的存儲量和g0-2552552552552550000較小的數(shù)字總線帶寬。b0-2552550255025502550目前,電腦、因特網(wǎng)和各種視頻設備使用了各種不同的顏色表示方法,設計者必須對它們進RGB色空間被廣泛用于計算機圖像設備中行各種轉換,以便在進行算法和其它處理以前,的原因是,計算機顯示器需要利用紅、綠、藍三種所有的輸入都被轉換成同一種色空間。這些轉換顏色形成各種顏色,使用RGB色空間可以簡化設計對
4、于圖像處理和濾波等是很有用的,其基本系統(tǒng)的設計和結構。另外,由于RGB色空間已被功能就是把一種色空間轉換到另一種色空間。本廣泛使用多年,有大量的相關資源可以利用。然文給出了色空間從RGB到YCbCr轉換的設計。而,當需要處理真實世界的圖像信息時,使用1色空間RGB色空間并不是最有效的方法,因為它們需要1.1RGB色空間三路相同的帶寬,而且對這三路信息的讀取需要根據(jù)三基色原理,可以利用三種基色配出各大量的存儲空間,同時也增加了操作的復雜程種不同的彩色。在選擇基色時,應力求獲得方法度。因此,為了加快操作速度,很多視頻標準都使簡單,色度穩(wěn)定、準確,以及由其配出的顏色盡可用亮度信息和兩個色差信
5、息。最通用的色空間是能多。RGB色空間是一種簡單實用的色空間,被YIQ、YUV、YCbCr,這三種色空間互相關聯(lián)又有普遍地使用在計算機系統(tǒng)和因特網(wǎng)中,它使得顏所區(qū)別。PAL、NTSC以及SECAM系統(tǒng)的視頻標色從一個平臺到另外一個平臺的映射不會嚴重準都使用YUV色空間。在黑白電視系統(tǒng)中僅使丟失顏色信息。RGB是一種相加成像系統(tǒng),由紅用亮度Y信息;彩色電視系統(tǒng)中,除使用亮度Y綠藍三種基色疊加能產(chǎn)生各種需要的顏色。經(jīng)過信息外,還使用顏色信息U、V。NTSC系統(tǒng)的視頻伽馬校正后,被表示為RGB。每個元素的范圍從標準也可以使用YIQ色空間。0到255(8bit),三個元素均為0時,產(chǎn)生黑色;均
6、1.2YCbCr色空間收稿日期:2007-07-08作者簡介:吳康(1982-),男,江西南昌人,助教,主要研究方向:電子技術。第6期吳康,劉耀元,胡民山:用FPGA實現(xiàn)色空間RGB到YCbCr的轉換141在ITU—RBT.601關于發(fā)展世界數(shù)字視頻舍入操作通常是針對十進制數(shù)值的,若舍入標準的建議中,YCbCr色空間作為其中相關的一數(shù)值大于或者等于0.5,結果就會增大。一種有效部分得到了發(fā)展,它被用于電視信號的傳送。Y的方法是,先給結果增加0.5,再舍入十進制數(shù)代表亮度信息,使用8bit的16~235級電平;色差值。這種操作用常數(shù)就可以完成。信息Cb和Cr使用其中的16~240級電平。
7、由于2基于VHDL的實現(xiàn)眼睛對亮度變化比對色彩變化敏感,因此采用用VHDL硬件描述語言可以對色空間的轉YCbCr色空間來減少帶寬是以忽略很小或者幾換設計進行文本輸入和描述。該硬件描述可以使乎感覺不到色彩變化為代價的。由于眼睛對Cb用層次性設計的方法來實現(xiàn)。頂層文件調(diào)用一個和Cr不太敏感,因此,我們不必用和Y一樣的速下級例化元件,該例化元件包括實現(xiàn)常數(shù)乘法的率來傳輸Cb和Cr信息。這樣就減少了存儲量一個底層例化元件以及進行加法和減法的進程。和帶寬
