图像处理 YCbCr转RGB

本文详细介绍了RGB到YUV色彩空间的转换公式,并提供了在手机设备上进行高效色彩空间转换的方法,包括直接计算和位移操作两种方式。

公式:


Y = 0.299 R + 0.587 G + 0.114 B
Cb = - 0.1687 R - 0.3313 G + 0.5 B + 128
Cr = 0.5 R - 0.4187 G - 0.0813 B + 128

反推:
R = Y + 1.402 (Cr-128)
G = Y - 0.34414 (Cb-128) - 0.71414 (Cr-128)
B = Y + 1.772 (Cb-128)

手机上可以这样实现,高效一些

            r = y + (1 + 13 / 32) * cr = y + 1.40625*cr  【R = Y + 1.402 (Cr-128)】
            r = y + cr + (cr >> 2) + (cr >> 3) + (cr >> 5);


            // = y - 11/32 * cb - 23/32*cr = y - 0.34375*cb - 0.71875 * cr 【G = Y - 0.34414 (Cb-128) - 0.71414 (Cr-128)】
            g = y - ((cb >> 2) + (cb >> 4) + (cb >> 5)) - ((cr >> 1) + (cr >> 3) + (cr >> 4) + (cr >> 5));


            // b = y + (1 + 49/64) * cb = y + 1.765625 * cb  【B = Y + 1.772 (Cb-128)】
            b = y + cb + (cb >> 1) + (cb >> 2) + (cb >> 6);

### 使用YCbCr模型处理和RGB图像 #### 将RGB图像换为YCbCr色彩空间 为了将RGB图像换到YCbCr色彩空间,在不同的应用场合下存在两种主要范围定义:有限范围(limited range) 和全范围(full range)[^1]。对于标准的JPEG编码而言,通常采用的是有限范围版本。 以下是基于MATLAB实现的一个简单例子来展示这一过程: ```matlab % 读取原始RGB图片文件并显示 rgbImage = imread('example.jpg'); imshow(rgbImage); title('Original RGB Image'); % 执行从RGBYCbCr的颜色变换操作 ycbcrImage = rgb2ycbcr(rgbImage); % 显示换后的各分量图层 figure; subplot(1,3,1), imshow(ycbcrImage(:,:,1)), title('Luminance (Y)'); subplot(1,3,2), imshow(ycbcrImage(:,:,2)), title('Blue-difference Chroma (Cb)'); subplot(1,3,3), imshow(ycbcrImage(:,:,3)), title('Red-difference Chroma (Cr)'); ``` 这段代码首先加载了一张名为`example.jpg`的彩色照片作为输入数据源;接着调用了内置函数`rgb2ycbcr()`完成颜色模式间的切换工作;最后通过子窗口的形式分别呈现出了亮度(Y)以及两个色度(Cb,Cr)通道的信息。 #### 处理YCbCr图像后再RGB格式 一旦完成了必要的编辑或滤镜效果施加于YCbCr表示形式之上之后,可以再次利用相应的逆向映射关系将其恢复成常规意义上的红绿蓝三原色调配方式——即重新构建出一张可视化的真彩位图对象出来: ```matlab % 对YCbCr图像执行某些特定的操作... processedYcbcrImage = ycbcrImage; % 假设这里进行了某种修改 % 把经过调整过的YCbCr矩阵变换成对应的RGB表达式 finalRgbImage = ycbcr2rgb(processedYcbcrImage); % 展示最终成果 figure; imshow(uint8(finalRgbImage)); title('Processed and Converted Back to RGB Image'); ``` 上述片段中的`processedYcbcrImage`变量代表了可能已经被增强、过滤或者其他手段改造过的新版YCbCr数组结构体实例化产物。当准备好返回给用户端查看时,则需借助辅助工具方法`ycbcr2rgb()`来进行反向重构作业,从而获得预期的结果画面输出[^2]。
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