图像基础知识与概念

RGB 介绍

光的三原色是红色、绿色和蓝色,三种光相加会成为白色光。这是由于人类有三种视锥细胞分别对红、绿和蓝光最敏感。 三原色光和绘画中的“三原色”不同。绘画时用三种颜色洋红色、黄色和青色以不同的比例配合,会产生许多种颜色。如果三种色料相加,理论上会成为黑色,但实际上是深灰色,因此需要独立的黑色颜料。三色颜料加上黑色 (K) 便是“ CMYK 色彩空间”。

  • 24比特模式 每像素24位(比特s per pixel,bpp)编码的RGB值:使用三个8位无符号整数(0到255)表示红色、绿色和蓝色的强度。这是当前主流的标准表示方法,用于真彩色和JPEG或者TIFF等图像文件格式里的通用颜色交换。它可以产生一千六百万种颜色组合,对人类的眼睛来说,其中有许多颜色已经是无法确切的分辨。
  • 16比特模式 16比特模式分配给每种原色各为5比特,其中绿色为6比特,因为人眼对绿色分辨的色调更精确。但某些情况下每种原色各占5比特,余下的1比特不使用。 典型格式RGB565.
  • 32比特模式 实际就是24比特模式,余下的8比特不分配到象素中,这种模式是为了提高数据输送的速度(32比特为一个DWORD,DWORD全称为Double Word,一般而言一个Word为16比特或2个字节,处理器可直接对其运算而不需额外的转换)。同样在一些特殊情况下,如DirectX、OpenGL等环境,余下的8比特用来表示象素的透明度(Alpha)。

YUV 介绍

YUV,是一种颜色编码方法。
YUV 是编译 true-color 颜色空间(color space)的种类,Y’UV, YUV, YCbCr,YPbPr 等专有名词都可以称为YUV,彼此有重叠。“Y”表示明亮度(Luminance、Luma),“U”和“V”则是色度、浓度(Chrominance、Chroma),Y’UV, YUV, YCbCr, YPbPr 常常有些混用的情况,其中YUV 和 Y’UV 通常用来描述模拟信号,而相反的 YCbCr 与 YPbPr 则是用来描述数位的影像信号,例如在一些压缩格式内 MPEG、JPEG中,但在现今,YUV 通常已经在电脑系统上广泛使用。YUV Formats 分成两个格式:

  • 紧缩格式(packed formats):将 Y、U、V 值储存成 Macro Pixels 阵列,和 RGB 的存放方式类似。

  • 平面格式(planar formats):将 Y、U、V 的三个分量分别存放在不同的矩阵中。平面格式(planar formats)是指每 Y 分量,U 分量和 V 分量都是以独立的平面组织的,也就是说所有的 U 分量必须在 Y 分量后面,而 V 分量在所有的 U 分量后面,此一格式适用于采样(subsample)。平面格式(planar format)有 I420(4:2:0)、YV12、IYUV 等。

  • 紧缩格式(packed format)中的 YUV 是混合在一起的,对于 YUV4:4:4 格式而言,用紧缩格式很合适的,因此就有了UYVY、YUYV 等。
    常用的YUV格式:

为节省带宽起见,大多数 YUV 格式平均使用的每像素位数都少于24位元。主要的抽样(subsample)格式有 YCbCr 4:2:0、YCbCr 4:2:2、YCbCr 4:1:1和 YCbCr 4:4:4。

YUV 的表示法称为 A:B:C 表示法:

  • 4:4:4表示完全取样。
  • 4:2:2表示2:1的水平取样,垂直完全采样。
  • 4:2:0表示2:1的水平取样,垂直2:1采样。
  • 4:1:1表示4:1的水平取样,垂直完全采样。

文章作者: YUV420.COM
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