【图像处理】颜色空间

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#图像处理 #rgb #yuv

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这里介绍RGB、YUV颜色空间，及其他们的转换。

RGB颜色空间

通过RGB三个通道的变化及其它们的相互叠加来得到各式各样的颜色。

不同的图片可能采用不同的位深来表示RGB分量，比较常见的有：

RGB8 ：256色，每个像素用8为表示，需要用调色板。

调色板表示存储颜色信息的区域，以RGB8的值为索引，在调色板中获取对应的颜色分量信息。

RGB565:每个像素用16位表示，R:G:B = 5:6:5

RGB24 :每个像素用24位表示，RGB分量各使用8位。

YUV颜色空间

YUV：Y表示亮度信息，UV表示色度信息。

对于YUV颜色空间，通常一个Y并不对应一对UV。这是由于人的眼睛对光比较敏感，在视频信号的传输过程中，为了提高信道利用率，UV分量通常进行压缩。常用的有YUV420，YUV411，YUV422。后面的422，411，420代表色度抽样。

当YUV444时，各分量不进行压缩。

YUV的色度抽样

需要注意的是：

Y:U:V = 4:2:0 表示：

1）第一个值：每行4个像素，总共两行。（这里的两行是标准中的约定，而4则代表着每行4个像素）

2）第二个值：第一行中，有2个色度抽样。表示4个像素平分2个色度抽样。

3）第三个值：第二行中，没有色度抽样，那么就会采用与上一行相同的色度抽样。

一个色度抽样代表一对UV，那么在4:2:0的色度抽样中，每对UV代表2x2区域的像素。

如下图所示。

而4：1：1中，每对UV代表1x4区域。

在一些教科书中，经常有这样的表示，每个黑点对应于一对UV。

YUV420码流

以下为具体编码时的码流格式：

YUV420中，每个像素的亮度值都会传输，而每个色度值只会有一对U和V。每对UV对应于一个2x2的数据块。

对应于具体的马骝具体的yuv数据获取：

<span style="font-family:SimSun;font-size:14px;"><span style="font-family:SimHei;font-size:18px;">size.total = size.width * size.height;
y = yuv[position.y * size.width + position.x];
u = yuv[(position.y / 2) * (size.width / 2) + (position.x / 2) + size.total];
v = yuv[(position.y / 2) * (size.width / 2) + (position.x / 2) + size.total + (size.total / 4)];</span></span>

RGB转YUV
以下为具体的RGB转YUV矩阵运算。这些公式来源于NTSC standard 


所以，一般RGB转灰度时，有：Gray= R*0.299 + G*0.587 + B*0.114

参考资料：

https://en.wikipedia.org/wiki/YUV#cite_note-13