2020-11-27
總結(jié)各種RGB轉(zhuǎn)YUV的轉(zhuǎn)換公式
如果數(shù)據(jù)位寬都以8位來(lái)說(shuō).
ITU709:允許 0~255之間所有數(shù)據(jù)
ITU601:只允許 16~235之間數(shù)據(jù),
601是SDTV的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； 656是SDTV的interface
709是HDTV的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ；1120是HDTV的interface
最近在學(xué)習(xí)視頻的顏色空間轉(zhuǎn)換，由于攝像機(jī)拍出來(lái)的視頻很多都是用YUV格式保存的，而顏色空間的轉(zhuǎn)換必須在RGB顏色模型上才能完成，所以第一步自然就是將YUV顏色模型轉(zhuǎn)成RGB顏色模型。在網(wǎng)上查到了許多的YUV與RGB互轉(zhuǎn)的公式，但是總覺(jué)得有些雜亂，沒(méi)有系統(tǒng)的總結(jié)。
首先說(shuō)一說(shuō)YUV顏色模型，單單就YUV顏色模型來(lái)說(shuō)，就有很多中叫法，而且總是讓人頗感困惑。一般來(lái)講，我們把YUV、Y`UV、YCbCr, YPbPr包含在YUV顏色模型的范圍內(nèi)，其中Y都表示亮度，UV表示兩個(gè)色度分量，但是具體的顏色模型的用途又各不相同，當(dāng)然，他們與RGB的互轉(zhuǎn)公式也就不盡相同。那就先說(shuō)說(shuō)這些不同叫法的YUV的用途和由來(lái)。在電視系統(tǒng)發(fā)展的早期，YUV和Y`UV都是顏色信息的模擬信號(hào)編碼形式，雖然Y和Y`都表示亮度，但是兩種亮度的意義卻天差地別，Y用來(lái)代指luminance,表示的是自然顏色的亮度，而Y`代指luma，表示的是經(jīng)過(guò)伽馬壓縮之后電信號(hào)的強(qiáng)度。在現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，YUV一般用來(lái)代指YCbCr,用來(lái)表示文件的編碼格式，用于數(shù)字視頻的編碼，而YPbPr顏色模型常常用在模擬分量視頻中。所以YUV顏色模型到RGB顏色模型的轉(zhuǎn)換，應(yīng)該對(duì)應(yīng)兩種方式，分別是模擬YUV->模擬RGB、數(shù)字YUV->數(shù)字RGB。不過(guò)因?yàn)闃?biāo)清、高清、以及超清幅面，YUV轉(zhuǎn)RGB的權(quán)重值各不相同，需要將模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)再做一次幅面劃分，就出現(xiàn)了2*3 = 6，6中轉(zhuǎn)換公式。
1.模擬YUV->模擬RGB
1) BT601(標(biāo)清國(guó)際定義)
| 1 2 3 4 5 6 7 8 | //*********************BT601***********************************// //? Y = 0.299 * R + 0.587 * G + 0.114 * B????????? // // Pb =-0.169 * R - 0.331 * G + 0.500 * B????????????????? // // Pr = 0.500 * R - 0.439 * G - 0.081 * B????????????????? // //? R = Y + 1.402* Pr??????????????????? // //? G = Y - 0.344 * Pb? - 0.792* Pr // //? B = Y + 1.772 * Pb??????????????????? // //*********************BT601***********************************// |
2)BT709(高清)
| 1 2 3 4 5 6 7 8 | //*********************BT601***********************************// //? Y = 0.213 * R + 0.715 * G + 0.072 * B???????? ? // // Pb =-0.115 * R - 0.385 * G + 0.500 * B????????????????? // // Pr = 0.500 * R - 0.454 * G - 0.046 * B????????????????? // //? R = Y + 1.402* Cr??????????????????? // //? G = Y - 0.344 * Cb? - 0.792* Cr // //? B = Y + 1.772 * Cb??????????????????? // //*********************BT601***********************************// |
2 數(shù)字YUV->數(shù)字RGB
1)BT601
| 1 2 3 4 5 6 7 8 | //*********************BT601***********************************// //? Y = 16? + 0.257 * R + 0.504 * g + 0.098 * b??????????????? // // Cb = 128 - 0.148 * R - 0.291 * g + 0.439 * b??????????????? // // Cr = 128 + 0.439 * R - 0.368 * g - 0.071 * b??????????????? // //? R = 1.164 *(Y - 16) + 1.596 *(Cr - 128)??????????????????? // //? G = 1.164 *(Y - 16) - 0.392 *(Cb - 128) - 0.812 *(Cr - 128)// //? B = 1.164 *(Y - 16) + 2.016 *(Cb - 128)??????????????????? // //*********************BT601***********************************// |
2)BT709
| 1 2 3 4 5 6 7 8 | //*********************BT709***********************************// //? Y = 16? + 0.183 * R + 0.614 * g + 0.062 * b??????????????? // // Cb = 128 - 0.101 * R - 0.339 * g + 0.439 * b??????????????? // // Cr = 128 + 0.439 * R - 0.399 * g - 0.040 * b??????????????? // //? R = 1.164 *(Y - 16) + 1.792 *(Cr - 128)??????????????????? // //? G = 1.164 *(Y - 16) - 0.213 *(Cb - 128) - 0.534 *(Cr - 128)// //? B = 1.164 *(Y - 16) + 2.114 *(Cb - 128)??????????????????? // //*********************BT709***********************************// |
至于超清幅面的計(jì)算公式，大家可以按照下面的推導(dǎo)方式自己推導(dǎo)一下。
模擬RGB轉(zhuǎn)YUV的推導(dǎo)公式 ：?
| 1 2 3 4 | Wr + Wg + Wb = 1; UMax = 0.5; VMax = 0.5 Y? = Wr * R + Wg * G + Wb * B; Pb = Umax * (B - Y) / (1 - Wb); Pr = Vmax * (R - Y) / (1 - Wr); |
數(shù)字RGB轉(zhuǎn)YUV的推導(dǎo)公式：
| 1 2 3 4 | Wr + Wg + Wb = 1; Umax = Vmax = 0.5; Y = 16 + 219 * (Wr * R? + Wg * G + Wb * B)?? / 255; Cb = 128 + 224 * (Umax * (B - Y) / (1 - Wb)) / 255; Cr = 128 + 224 * (Vmax * (R - Y) / (1 - Wr)) / 255; |
BT601 Wr = 0.299 Wg = 0.587 Wb = 0.114
BT709 Wr? = 0.2126 Wg = 0.7152 Wb = 0.0722
BT2020 Wr = 0.2627 Wg = 0.678 Wb = 0.0593
創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽新人創(chuàng)作獎(jiǎng)勵(lì)來(lái)咯，堅(jiān)持創(chuàng)作打卡瓜分現(xiàn)金大獎(jiǎng)總結(jié)
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