用FPGA替代DSP實現即使視頻處理
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MPEG2和MPEG4算法的核心是一種稱為離散余弦變換(DCT)的作業。DCT的基本原理是取圖素塊的平方并除去觀察者察覺不到的冗余信息。為了解壓縮數據，還需要反離散余弦(IDCT)運算。
雖然MPEG算法中的DCT部份已經標準化并能在FPGA中有效實現，MPEG編碼仍有許多部份尚未明確規定。而正是這些不明確部份使得一家公司的產品得以區別于競爭對手，并開發出擁有自主產權的算法。許多專用MPEG譯碼器在這些部份(如運動估計模塊)使用了FPGA。因為FPGA可重新配置，因此組件能方便地進行刷新，并在整個開發階段(包括配置之后)整合新算法，而完全依賴標準ASSP解決方案的公司由于受到自身能力的限制而無法開發出類似產品，因此市場風險較大(圖1)。
色彩空間轉換
視頻系統另一重要部份是色彩空間轉換，該制程規定了圖像的表示方法，例如由一種色彩格式轉化為另一種不同的色彩格式。
人眼傳感器只能檢測到波長介于400nm至700nm之間的可見光，這些傳感器稱為圓錐細胞，具有三種不同的類型：紅光圓錐細胞、綠光圓錐細胞和藍光圓錐細胞。如果單波長的光可見，這三種傳感器的相對反應能使我們鑒別出光的顏色。該現象極具實用價值，因為這意味著我們只需簡單地按不同比例將上述三種光混合，就能產生各種顏色的光。這就是著名的三色原理，它在彩電系統中獲得了廣泛的應用。
我們可以在3維立方體中藉由繪制三原色(即紅色、綠色和藍色，簡寫為RGB)的構成比率圖以表示各種顏色，其中黑色位于原點，而白色則位于原點的斜對角。得到的立方體就是著名的RGB色彩空間。
不管最終的顯示媒體是紙張、LED、CRT或等離子顯示器，圖像總可細分為很多個圖素(例如HDTV可具備1920×1080個圖素)。同時每種媒體之間又存在些許差異，但其基本原理都是每個圖素由一定比例的紅色、綠色或藍色構成，構成的比例取決于驅動顯示的電壓信號。
利用RGB格式處理圖像時，每個圖素由3個分別對應于三原色的8位或10位字確定，因而這不是一種最高效的處理方法。這種格式下，必須在所有的紅色、綠色和藍色信道上對圖素進行作業，所需的儲存空間和數據頻寬毫無疑問將比其它可供選擇的色彩格式更大。為了解決這個問題，許多廣播標準(如歐洲的PAL和北美的NTSC電視系統)均采用亮度和色度視頻信號。因此，不同的色彩格式之間需要一種能互相轉換的機制，即色彩空間轉換(圖2)。 本文引用地址：http://www.104case.com/article/191604.htm
用硬件實現這些電路則相對比較簡單，只需要知道從一種格式映像到另一種格式的系數。最通用的一種轉換是由RGB格式轉換至YCbCr格式(反之則從YCbCr格式轉換至RGB格式)。研究顯示，人眼察覺到的光亮度信息(Y)的60％至70％來自綠色光。紅色和藍色信道實際上只是亮度信息的復制，因此這些重復信息完全可以去除掉。最終的結果是圖像可用表征色度和亮度的信號來表示。在這種格式下，8位系統規定亮度的取值范圍介于16至235之間，而Cb和Cr信號的取值范圍介于16至240之間，并規定128表示亮度為0。
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