基于FPGA实现YCbCr444转RGB888

目录一.YCbCr444转RGB888的公式算法1.YCbCr444转RGB888计算公式这里为什么不和RGB888转YCbCr一样放大256倍二.Verilog代码的实现一.YCbCr444转RGB888的公式算法我们通常认为YUV 和YCbCr是一个概念但是两者还是有很大区别的YUV是模拟信号其中Y的取值范围在0-1之间而U,V取值在-0.5至0.5之间。YCbCr是数字信号如果再细分的话可以分为tv range和full range两种格式。对于tv rangeY的取值在16-235之间Cb的取值在16-240之间Cr的取值在16-240之间而对于full rangeYCbCr的取值都在0-255之间。我们这里以RGB888与YCbCr444对于full range 或者pc range的YCbCr格式转换为例YCbCr444转RGB888的转换公式如下所示如果我们要在FPGA 上实现YCbCr转RGB可以将上述的YCbCr转RGB公式在硬件加速的理论下转换成如下公式1.YCbCr444转RGB888计算公式上述硬件加速的核心思想是放大1024倍去除小数点而后再右移10位缩小1024倍。这里为什么不和RGB888转YCbCr一样放大256倍这里笔者原先是放大256倍的但是复原的 数据与原先数据对比有偏差放大1024倍的可以复原出原来的数据。二.Verilog代码的实现timescale 1ns / 1ps module YCbCr444_RGB888 ( input wire clk, input wire reset_n, input wire img_in_vsync, input wire img_in_href, input wire img_in_de, input wire [7:0] img_in_Y, input wire [7:0] img_in_Cb, input wire [7:0] img_in_Cr, output wire img_out_vsync, output wire img_out_href, output wire img_out_de, output wire [7:0] img_out_red, output wire [7:0] img_out_green, output wire [7:0] img_out_blue ); //--------------------------------------------------------------------- (* ASYNC_REG TRUE *)reg [2:0] img_in_de_reg; (* ASYNC_REG TRUE *)reg [2:0] img_in_vsync_reg; (* ASYNC_REG TRUE *)reg [2:0] img_in_href_reg; reg [19:0] img_y_r0; reg [19:0] img_cb_r0,img_cb_r1; reg [19:0] img_cr_r0,img_cr_r1; reg [19:0] img_red_r0,img_green_r0,img_blue_r0; reg [7:0] img_red_r1,img_green_r1,img_blue_r1; //--------------------------------------------------------------------- always (posedge clk or negedge reset_n) begin if(~reset_n) begin img_in_de_reg 3d0; img_in_vsync_reg 3d0; img_in_href_reg 3d0; end else begin img_in_de_reg {img_in_de_reg[1:0],img_in_de}; img_in_vsync_reg {img_in_vsync_reg[1:0],img_in_vsync}; img_in_href_reg {img_in_href_reg[1:0],img_in_href}; end end always(posedge clk) begin img_y_r0 img_in_Y * d1024; img_cb_r0 img_in_Cb * d352; img_cb_r1 img_in_Cb * d1815; img_cr_r0 img_in_Cr * d1437; img_cr_r1 img_in_Cr * d731; end always(posedge clk) begin img_red_r0 img_y_r0 img_cr_r0 - 20d183763; img_green_r0 20d138674 img_y_r0 - img_cb_r0 - img_cr_r1; img_blue_r0 img_y_r0 img_cb_r1 - 20d232260; end reg [1:0] img_red_p; reg [1:0] img_green_p; reg [1:0] img_blue_p; always(posedge clk) begin img_red_r1 img_red_r0[17:10]; img_green_r1 img_green_r0[17:10]; img_blue_r1 img_blue_r0[17:10]; img_red_p img_red_r0[19:18]; img_green_p img_green_r0[19:18]; img_blue_p img_blue_r0[19:18]; end //----------------------output data------------------------------------ assign img_out_de img_in_de_reg[2]; assign img_out_href img_in_href_reg[2]; assign img_out_vsync img_in_vsync_reg[2]; assign img_out_red img_out_href ? (img_red_p[1] ? 8d0 : (img_red_p[0] ? 8d255 : img_red_r1)) : 8d0; assign img_out_green img_out_href ? (img_green_p[1] ? 8d0 : (img_green_p[0] ? 8d255 : img_green_r1)) : 8d0; assign img_out_blue img_out_href ? (img_blue_p[1] ? 8d0 : (img_blue_p[0] ? 8d255 : img_blue_r1)) : 8d0; endmodule内容仅供参考如有错误欢迎批评指正。