OpenCV视频篇——YCrCb与YUV

一、HEVE标准

在HEVC标准中,RGB空间首先在encoder(编码)处,被转换为YCbCr颜色空间作为输入,经过压缩,最后还原成图像时,再次转换回RGB空间(值得注意的是,标准化软件中并不提供这个转换的功能,这是属于Preprocessing(在encoder)或者Proprocessing (在decoder))。

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HEVE压缩是针对YUV颜色空间。YUV颜色空间中的Y代表luminance,表示灰阶度。U和V代表chrominance,表示色度,作用是描述影像色彩及饱和度,用于指定像素的颜色。

采用这种颜色空间来作为视频压缩的标准,最重要的一个原因:就是在彩色电视出现的时候,如果使用RGB颜色空间的话,那么必须三个通道的元素都存在才能正确解码出来影像,但是如果使用YUV颜色空间的话,彩色电视可以把YUV三个通道元素全部解码获取彩色图像,而黑白电视可以只解码Y元素来获得灰度影像,所以使用YUV颜色空间,即传输了彩色信号,又兼容了老旧的黑白电视。与RGB视频信号传输相比,它最大的优点在于只占用极少的带宽,而RGB要求三个独立的视频信号同时传输。

二、YCbCr

YCbCr中,Y就是luminance,明亮。C就是Chrominance,色度。Cb就是blue和green的色度。Cr就是red和green的色度。

对于光来说,人眼对于光的亮度特别敏感。相比,对光的色彩分量和位置与移动相对来说比较弱。

1)从而Y、Cb、Cr这三个中Y独立,而RGB合在了Cb和Cr中。
2)可以反推出,人眼对绿色的敏感度要高于红色和蓝色。

YCbCr采样方式:

  • 4:4:4无通道压缩的方式。
    理论上,与RGB是相同的,也就是说这两个颜色空间的值可以无损相互转化。
  • 4:2:2
    相当于把Cb和Cr的信息摒弃了一半,所以他需要的带宽是4:4:4模式下的2/3的带宽((4+2+2)/(4+4+4))
  • 4:2:0
    丢失的信息也更多。
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三、YUV和YCrCb区别

原文

  1. YUV
    🌻“Y”代表明亮度(Luminance或Luma),也就是灰阶值;“亮度”是通过RGB输入信号来创建的,方法是将RGB信号的特定部分叠加到一起。

🌻 “U”和“V”表示的则是色度(Chrominance或Chroma),作用是描述影像色彩及饱和度,用于指定像素的颜色。“色度”则定义了颜色的两个方面——色调与饱和度,分别用Cr和Cb来表示

※ Cr反映了RGB输入信号红色部分与RGB信号亮度值之间的差异;
※ Cb反映的是RGB输入信号蓝色部分与RGB信号亮度值之间的差异;
此即所谓的色差信号,也就是我们常说的分量信号(Y、R-Y、B-Y)。

  1. 色差信号
    在专业领域了,“Y CB CR”表示数字色差信号而不是模拟色差信号
    色差信号Y,R-Y,B-Y信号一般通称为Y, Cr,Cb;
    💦习惯上Y,Cr,Cb为数字(PCM)的色差信号,
    💦模拟的色差信号则称Y,Pr,Pb,
    所以我们常在DVD Player的内部看到Y,Cr,Cb而在DVD Player的外部看到色差输出标示为Y,Pr,Pb或YUV;YUV则是在欧洲电视系统PAL中的色差信号的通称包含数字及模拟的色差信号都称YUV,所以当您看到YUV时您就要联想到它是PAL系统中的Y,R-Y,B-Y信号,它可能是数字(PCM)的YUV,也可能是模拟的YUV。

YUV 和 Y,Cr,Cb对于数字电路而言:
🤍 YUV 和 Y,Cr,Cb只是相差128。
🤍 YUV没有负值,Y,Cr,Cb最高位为符号位,U = Cr + 128;V = Cb +128

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