YCbCr到RGB快速转换模块设计

摘要：文章介绍了YCbCr色彩空间和RGB色彩空间之间的转换的方法，实现了不同规模以及不同数据结构的YCbCr到RGB的快速硬件转换。采用数据重排列和数据分离等方法，不仅支持QCIF到HDTV多种分辨率的视频转换，而且支持YCbCr444、YCbCr422和YCbCr420等多种打包或平面YCbCr格式。本设计方案已用VerilogHDL语言实现，并在FPGA平台验证通过，转换后的RGB视频可直接输出到显示器显示，并能实现视频控制，存储，回放等功能。

0 引言

色彩空间是通过数值的形式来描述颜色，在数字电视和计算机领域最常用到的为RGB(Red，Green，Blue)色彩空间和YCbCr(Luminance，

Chroma Blue，Chroma Red)色彩空间。RGB是最常见的色彩空间，通过红、绿、蓝三种基色相互叠加从而产生其它颜色。由于其设备的独立性，它被广泛应用于计算机图形、成像系统和彩色电视之中，如现在普遍的计算机显示器用的VGA接口所需要的数据类型就是RGB。YCbCr色彩空间则是灰度和色差的叠加，这种色彩空间因易于压缩和处理，广泛应用于广播、电视系统和图像处理。

由于不同色彩空间在视频设备的使用，使色彩空间的相互转换成为必需。随着计算机、互联网和多媒体技术的飞速发展，对色彩空间转换的要求也越来越高，这更突显出色彩空间转换的重要性。

色彩空间转换的主要目的是令所有的输入数据在进行运算和处理或者显示前都基于相同的色彩空间。对于YCbCr转RGB而言，主要的问题在于两个方面，一个是视频格式的规模，也就是我们所说的分辨率，高的分辨率意味着需要更多的硬件资源和更快速的计算过程;另一个是YCbCr本身具有很多不同的格式，而目前的转换器一般都是基于其中一种固定的格式，对于其他格式的YCbCr数据并不支持，所以为了支持多种YCbCr数据格式，必须把不同的YCbCr数据统一到一种格式来实现转换。