YUV图像颜色

YUV图像颜色

之前讲了RGB的图像表示，这一节我们再讲解另外一种图像表示------YUV，YUV和RGB不同，它们在颜色信息的存储和传输上有着显著的区别。

YUV是什么呢？ YUV表示的是亮度–色度模型。在YUV表示中，颜色信息由亮度（Y）和两个色度（U、V）通道组成，亮度通道（Y）表示图像的明暗程度，色度通道（U、V)表示颜色信息，Y通道负责明亮度，U、V通道则处理色彩信息。

为什么有了RGB还需要YUV呢？

RGB表示在每个通道上均匀地分配颜色信息，也就是说在RGB中，颜色信息在红、绿、蓝三个通道上平均分布。而YUV不是，YUV在通道上分布并不均匀。

Y表示的是亮度，包含图像的大部分信息，U、V代表的是颜色信息，而我们人眼对亮度的敏感度要高于对色彩的敏感度。因此YUV的表示方式更符合人眼感知的特性，我们看一个例子来说明为什么人眼对Y分量更敏感。

下面通过程序把一个彩色图片中的Y\U\V三个通道的分量提取出来。

对于上面提取的3个分量，很明显我们更倾向于使用只有Y通道的那张图片，因为它虽然没有了色彩，但是很清晰，而U\V通道的图片很模糊，甚至完全不能使用，因此只有U\V通道的图片是不可用的，而只有Y分量的图片却没有任何问题。

YUV格式的优势

记得我们上节中计算一张1920x1080的RGB图像，大约需要7M的内存，占用7M的内存看似不大，但在很多计算机视觉任务中，往往需要实时处理多帧的图片或者视频，如果每一帧都这么大，那么很容易就出现内存不够的问题，任务也就没办法执行下去。一个好的解决办法就是更换占用内存更小的图像格式，并且希望图像仍然保留大部分的信息，YUV就是其中一种。

YUV是如何做到减少内存占用的呢？
上面说人眼对Y通道更加敏感，而人眼对U\V通道不那么敏感，为了减少图片在内存中的占用，我们理所当然的可以减少U\V分量，而更多的保留Y分量，比如在YUV422格式中，代表就是2个Y分量对应一组UV分量，也就是说Y分量是UV分量像素的两倍。

当然YUV还有其他格式，比如YUV444，YUV420，都是不同的Y分量对应不同个数的UV分量。总的意思就是减少UV分量，而提高Y分量的占比，这样就能减少图片的内存占用了。

YUV图片的应用

• 由于YUV更好地利用了人眼对亮度和色彩的感知差异，因此YUV格式通常在压缩算法中表现得更好，尤其是在视频编码领域，如MPEG和H.264.
• YUV通常用于视频压缩和传输，因为它们更适合对人眼感知得特性，并且在压缩和解压缩得过程中可以很高效地处理。