720p bei 30Hz ist schon ziemlich heftig...
Das wären 1280x720x30 = 27648000 Pixel/s, also knapp 30MP/s

Ganz klar:
wenn ein FPGA nicht in Frage kommt, nimm den stärksten DSP den du finden kannst und schreib die Low-level Bildverarbeitung möglichst in Assembler.
(Schau mal bei Texas Instruments, die haben sehr leistungsfähige multicore DSPs)