博客
关于我
强烈建议你试试无所不能的chatGPT,快点击我
YCbCr-YUV
阅读量:5154 次
发布时间:2019-06-13

本文共 3909 字,大约阅读时间需要 13 分钟。

YCbCr是DVD、摄像机、数字电视等消费类视频产品中,常用的色彩编码方案。YCbCr 有时会称为 YCC.。Y'CbCr 在模拟分量视频(analog component video)中也常被称为 YPbPr。YCbCr不是一种绝对色彩空间,是YUV压缩和偏移的版本。

YCbCr与YUV的区别

正如几何上用坐标空间来描述坐标集合, 色彩空间用数学方式来描述颜色集合。常见的3 个基本色彩模型是RGB , CMYK和YUV。

  YCbCr 则是在世界数字组织视频标准研制过程中作为ITU - R BT1601 建议的一部分, 其实是YUV经过缩放和偏移的翻版。其中Y与YUV 中的Y含义一致, Cb , Cr 同样都指色彩, 只是在表示方法上不同而已。在YUV 家族中, YCbCr 是在计算机系统中应用最多的成员, 其应用领域很广泛,JPEG、MPEG均采用此格式。一般人们所讲的YUV大多是指YCbCr。YCbCr 有许多取样格式, 如4∶4∶4 , 4∶2∶2 , 4∶1∶1 和4∶2∶0。

YUV
视频编解码器功能

  视频编码器要求YUV4:2:0格式的视频输入,因此可能根据应用需要进行视频输入的预处理,即对YUV4:2:2隔行扫描(例如从摄像机)到YUV 4:2:0非隔行扫描转换,仅抽取但不过滤UV分。对视频解码器而言,还需要进行后处理,以将解码的YUV 4:2:0数据转换为RGB进行显示,包括:YUV 4:2:0到RGB转换;16位或12位RGB显示格式;0到90度旋转,实现横向或纵向显示。此外,视频编解码器通常还要求具有以下功能和特性:

  支持MPEG-4简单类 0、1 与 2 级;

  兼容H.263与 MPEG-4 编解码标准;

  MPEG-4视频解码器支持的可选项有:AC/DC预测、可逆可变长度编码(RVLC)、再同步标志(RM)、(DP)、错误隐藏专利技术、支持每个宏块4个运动矢量(4MV)、自由运动补偿、解码VOS层;

  MPEG-4视频编码器选项有:RVLC、RM、DP、支持每个宏块4个运动矢量(4MV)、报头扩展码、支持编码期间码率改变、支持编码期间编码帧率改变、插入或不插入可视对象序列起始码;

  支持编码期间序列中插入I帧;

  支持编码器自适应帧内刷新(AIR);

  支持多编解码器,可用相同代码运行多个编解码器实例。

YCbCr
  YCbCr其中Y是指亮度分量,Cb指蓝色色度分量,而Cr指红色色度分量。人的肉眼对视频的Y分量更敏感,因此在通过对色度分量进行子采样来减少色度分量后,肉眼将察觉不到的图像质量的变化。主要的子采样格式有 YCbCr 4:2:0、YCbCr 4:2:2 和 YCbCr 4:4:4。

  4:2:0表示每4个像素有4个亮度分量,2个色度分量 (YYYYCbCr),仅采样奇数扫描线,是便携式视频设备(MPEG-4)以及电视会议(H.263)最常用格式;4:2:2表示每4个像素有4个亮度分量,4个色度分量(YYYYCbCrCbCr),是DVD、数字电视、HDTV 以及其它消费类视频设备的最常用格式;4:4:4表示全像素(YYYYCbCrCbCrCbCrCbCr),用于高质量视频应用、演播室以及专业视频产品。

YUV主要的采样格式

主要的采样格式有YCbCr 4:2:0、YCbCr 4:2:2、YCbCr 4:1:1和 YCbCr 4:4:4。其中YCbCr 4:1:1 比较常用,其含义为:每个点保存一个 8bit 的亮度值(也就是Y值), 每 2x2 个点保存一个 Cr 和Cb 值, 图像在肉眼中的感觉不会起太大的变化。所以, 原来用 RGB(R,G,B 都是 8bit unsigned) 模型, 每个点需要 8x3=24 bits(如下图第一个图). 而现在仅需要 8+(8/4)+(8/4)=12bites, 平均每个点占12bites(如下图第二个图)。这样就把图像的数据压缩了一半。

  上边仅给出了理论上的示例,在实际数据存储中是有可能是不同的,下面给出几种具体的存储形式:

(1) YUV 4:4:4
  YUV三个信道的抽样率相同,因此在生成的图像里,每个象素的三个分量信息完整(每个分量通常8比特),经过8比特量化之后,未经压缩的每个像素占用3个字节。

  下面的四个像素为: [Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3]

  存放的码流为: Y0 U0 V0 Y1 U1 V1 Y2 U2 V2 Y3 U3 V3

(2) YUV 4:2:2
  每个色差信道的抽样率是亮度信道的一半,所以水平方向的色度抽样率只是4:4:4的一半。对非压缩的8比特量化的图像来说,每个由两个水平方向相邻的像素组成的宏像素需要占用4字节内存。

  下面的四个像素为: [Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3]

  存放的码流为: Y0 U0 Y1 V1 Y2 U2 Y3 V3

  映射出像素点为:[Y0 U0 V1] [Y1 U0 V1] [Y2 U2 V3] [Y3 U2 V3]

(3) YUV 4:1:1
  4:1:1的色度抽样,是在水平方向上对色度进行4:1抽样。对于低端用户和消费类产品这仍然是可以接受的。对非压缩的8比特量化的视频来说,每个由4个水平方向相邻的像素组成的宏像素需要占用6字节内存

  下面的四个像素为: [Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3]

  存放的码流为: Y0 U0 Y1 Y2 V2 Y3

  映射出像素点为:[Y0 U0 V2] [Y1 U0 V2] [Y2 U0 V2] [Y3 U0 V2]

(4)YUV4:2:0
  4:2:0并不意味着只有Y,Cb而没有Cr分量。它指得是对每行扫描线来说,只有一种色度分量以2:1的抽样率存储。相邻的扫描行存储不同的色度分量,也就是说,如果一行是4:2:0的话,下一行就是4:0:2,再下一行是4:2:0...以此类推。对每个色度分量来说,水平方向和竖直方向的抽样率都是2:1,所以可以说色度的抽样率是4:1。对非压缩的8比特量化的视频来说,每个由2x2个2行2列相邻的像素组成的宏像素需要占用6字节内存。

  下面八个像素为:[Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3]

  [Y5 U5 V5] [Y6 U6 V6] [Y7U7 V7] [Y8 U8 V8]

  存放的码流为:Y0 U0 Y1 Y2 U2 Y3

  Y5 V5 Y6 Y7 V7 Y8

  映射出的像素点为:[Y0 U0 V5] [Y1 U0 V5] [Y2 U2 V7] [Y3 U2 V7]

  [Y5 U0 V5] [Y6 U0 V5] [Y7U2 V7] [Y8 U2 V7]

YCbCr与RGB的相互转换

  Y=0.299R+0.587G+0.114B

  Cb=0.564(B-Y)

  Cr=0.713(R-Y)

  R=Y+1.402Cr

  G=Y-0.344Cb-0.714Cr

  B=Y+1.772Cb

YCbCr的模拟分量部分YPbPr
  YCbCr 有时会称为YCC. Y'CbCr 在模拟分量视频(analog component video)中也常被称为YPbPr。

  Y'CbCr讯号(prior to scaling and offsets to place the signals into digital form)被称为 ,而且产生时必须合乎gamma-adjusted RGB source有二个不同的常数Kb和Kr如下: YPbPr (analog version of Y'CbCr) from R'G'B' YPbPr (analog version of Y'CbCr) from R'G'B'

======================================================================================================

  Y' = Kr * R' + (1 - Kr - Kb) * G' + Kb * B'

  Pb = 0.5 * (B' - Y') / (1 - Kb) Pb = 0.5 * (B' - Y') / (1 - Kb)

  Pr = 0.5 * (R' - Y') / (1 - Kr) Pr = 0.5 * (R' - Y') / (1 - Kr)

  .................................................... .................................................. ..

  R', G', B' in [0; 1] R', G', B' in [0; 1]

  Y' in [0; 1] Y' in [0; 1]

  Pb in [-0.5; 0.5] Pb in [-0.5; 0.5]

  Pr in [-0.5; 0.5] Pr in [-0.5; 0.5]

转载于:https://www.cnblogs.com/shengansong/archive/2012/03/24/2416025.html

你可能感兴趣的文章
性能需求怎么提
查看>>
JAVA的继承,构造函数,窗体
查看>>
消除临时对象
查看>>
jQuery - jQuery的$.extend和$.fn.extend作用及区别
查看>>
区块链开发金融交易平台
查看>>
Android 滑动效果
查看>>
算法学习笔记1.3.1 素数筛法
查看>>
【C++】隐式类型转换和 explicit关键字
查看>>
【ES】学习2-搜索
查看>>
初识springboot
查看>>
分库分表
查看>>
GIS坐标方面术语
查看>>
ANDROID内存优化(大汇总——中)
查看>>
3.3 idea中使用git遇到的一些问题
查看>>
windows应用程序配置log4net日志记录
查看>>
Unity3D For Android 开发教程【转http://game.ceeger.com/Unity/Doc/2011/Unity3D_For_Android.html】...
查看>>
Map集合HashMap,TreeMap
查看>>
用 1,2,2,3,4,5 六个数字,打印出所有不同的排列,要求:"4"不能在第三位,"3"与"5"不能相连...
查看>>
10道典型的JavaScript面试题
查看>>
c# 对象类型、对象总结 ref、out关键字
查看>>