YUV與RGB顏色編碼

YUV顏色編碼

YUV顏色編碼采用的是明亮度和色度來指定像素的顏色

其中Y表示明亮度(Luminance柳恐、Luma),U秤掌、V表示色度(Chrominance坪蚁、Chroma)

而色度又定義了顏色的兩個(gè)方面:色調(diào)和飽和度

使用YUV表示顏色編碼表示一副圖像余素,它應(yīng)該是下面這個(gè)樣子:

YUV表示圖像

每個(gè)像素點(diǎn)包含Y豹休、U、V分量桨吊;但是它的Y和U威根、V分量是可以分離的,如果沒有UV分量一樣可以顯示圖片视乐,只不過是黑白的洛搀;對(duì)于YUV圖像來說,并不是每個(gè)像素點(diǎn)都需要包含Y佑淀、U留美、V三個(gè)分量,根據(jù)不同的采樣格式伸刃,可以每個(gè)Y分量都對(duì)應(yīng)自己的UV分量谎砾,也可以幾個(gè)Y分量共享一個(gè)UV分量

RGB顏色編碼

RGB三個(gè)字母分別表示Red,Green捧颅,Blue景图,這三種顏色稱為三原色,將它們以不同的比例組合碉哑,可以得出不同的顏色挚币;使用RGB編碼的顏色,每個(gè)像素點(diǎn)都由RGB三種分量來組成扣典,每個(gè)分量占8個(gè)字節(jié)妆毕,比如:在一張100*100大小的圖片,就代表有100*100個(gè)像素點(diǎn)激捏,每個(gè)像素點(diǎn)的顏色都采用RGB顏色編碼方式设塔,那么占用的內(nèi)存大小為:

100*100*3/1024/1024 = 0.0286M

使用RGB顏色編碼表示的一副圖片,它應(yīng)該是下面這個(gè)樣子:

RGB顏色格式


RGB到Y(jié)UV的轉(zhuǎn)換

對(duì)于圖像顯示器來說远舅,它是通過RGB模型來顯示圖像的闰蛔,而在傳輸圖像數(shù)據(jù)時(shí)候又是使用的YUV模型來傳輸?shù)模@是因?yàn)閅UV模型可以節(jié)省帶寬图柏,因此就需要在采集圖像時(shí)將RGB轉(zhuǎn)換為YUV序六,在顯示圖像時(shí)將YUV轉(zhuǎn)換為RGB

RGB到Y(jié)UV轉(zhuǎn)換就是將所有的R、G蚤吹、B分量轉(zhuǎn)換為Y例诀、U随抠、V分量

轉(zhuǎn)換公式如下:

Y = R*0.299+G*0.587+B*0.114

U=?R*-0.147-G*0.298+B*0.436

B=?R*0.615-G*0.515-B*0.100

R=Y+1.14*V

G=Y-0.39*U-0.58*V

B=Y+2.03*U

YUV采樣格式

YUV 4:4:4采樣

采用YUV 4:4:4采樣意味著Y、U繁涂、V三個(gè)分量的采樣比例相同拱她,因此在生成的圖像里,每個(gè)像素的三個(gè)分量信息完整扔罪,都是8bit秉沼,也就是一個(gè)字節(jié)

舉例子:

假如圖像像素為:[Y0 U0 V0]、[Y1 U1 V1]矿酵、[Y2 U2 V2]唬复、[Y3 U3 V3]

最后映射出的像素點(diǎn)依舊為:[Y0 U0 V0]、[Y1 U1 V1]全肮、[Y2 U2 V2]敞咧、[Y3 U3 V3]

可以看到這種采樣方式的圖像和RGB顏色模型的圖像大小是一樣的,沒有達(dá)到節(jié)省帶寬的目的辜腺,將RGB圖像轉(zhuǎn)換為YUV圖像時(shí)休建,也是先轉(zhuǎn)換為 YUV 4:4:4采樣的圖像


YUV 4:2:2采樣

采用YUV 4:2:2采樣意味著UV分量是Y分量采樣的一半,Y分量和UV分量安裝2:1的比例采樣评疗;如果水平方向有10個(gè)像素點(diǎn)丰包,那么采樣了10個(gè)Y分量,而只采樣5個(gè)UV分量

假如圖像像素為:[Y0 U0 V0]壤巷、[Y1 U1 V1]邑彪、[Y2 U2 V2]、[Y3 U3 V3]

那么采樣的碼流為:Y0 U0 Y1 V1 Y2 U2 Y3 V3胧华,其中每采樣過一個(gè)像素點(diǎn)寄症,都會(huì)采樣其Y分量,而U矩动、V分量就會(huì)間隔一個(gè)采集有巧。

最后映射出的像素點(diǎn)是:[Y0 U0 V1]、[Y1 U0 V1]悲没、[Y2 U2 V3]篮迎、[Y3 U2 V3]

可以看到,第一和第?像素點(diǎn)公?了?U0示姿、V1?分量甜橱,第三 和第四個(gè)像素點(diǎn)公用了?U2、V3?分量栈戳,這樣就節(jié)省了圖像空間

YUV 4:2:0采樣

YUV 4:2:0?采樣岂傲,并不是指只采樣?U?分量?不采樣?V?分量。?是 指子檀,在每一行掃描時(shí)镊掖,只掃描一種?度分量(U?或者?V)乃戈,和?Y?分量 按照?2 : 1?的?式采樣。比如亩进,第?行掃描時(shí)症虑,YU?按照?2 : 1?的?式 采樣,那么第?行掃描時(shí)归薛,YV?分量量按照?2:1?的方式采樣侦讨。對(duì)于每個(gè) ?度分量來說,它的?平?向和豎直方向的采樣和?Y?分量相?都是?2:1?

假如圖像像素為:

[Y0 U0 V0]苟翻、[Y1 U1 V1]、?[Y2 U2 V2]骗污、?[Y3 U3 V3]

?[Y5 U5 V5]崇猫、[Y6 U6 V6]、?[Y7 U7 V7]?需忿、[Y8 U8 V8]

那么采樣的碼流為:Y0 U0 Y1 Y2 U2 Y3 Y5 V5 Y6 Y7 V7 Y8

其中每采樣一個(gè)像素點(diǎn)诅炉,都會(huì)采樣其Y分量,而U屋厘、V分量就會(huì)間隔一行按照2:1進(jìn)行采樣

最后映射出的像素點(diǎn)為:

[Y0 U0 V5]涕烧、[Y1 U0 V5]、?[Y2 U2 V7]汗洒、?[Y3 U2 V7]

?[Y5 U0 V5]议纯、[Y6 U0 V5]、?[Y7 U2 V7]?溢谤、[Y8 U2 V7]

從映射出的像素點(diǎn)中可以看到瞻凤,四個(gè)?Y?分量是共?了?套?UV?分量, 而且是按照?2*2?的?方格的形式分布的世杀,相比?YUV 4:2:2?采樣中兩個(gè)?Y?分量共?一套?UV?分量阀参,這樣更能夠節(jié)省空間

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