總結各種RGB轉YUV的轉換公式
如果數據位寬都以8位來說.
ITU709:允許 0~255之間所有數據
ITU601:只允許 16~235之間數據,
601是SDTV的數據結構； 656是SDTV的interface
709是HDTV的數據結構 ；1120是HDTV的interface
最近在學習視頻的顏色空間轉換，由于攝像機拍出來的視頻很多都是用YUV格式保存的，而顏色空間的轉換必須在RGB顏色模型上才能完成，所以第一步自然就是將YUV顏色模型轉成RGB顏色模型。在網上查到了許多的YUV與RGB互轉的公式，但是總覺得有些雜亂，沒有系統的總結。
首先說一說YUV顏色模型，單單就YUV顏色模型來說，就有很多中叫法，而且總是讓人頗感困惑。一般來講，我們把YUV、Y`UV、YCbCr, YPbPr包含在YUV顏色模型的范圍內，其中Y都表示亮度，UV表示兩個色度分量，但是具體的顏色模型的用途又各不相同，當然，他們與RGB的互轉公式也就不盡相同。那就先說說這些不同叫法的YUV的用途和由來。在電視系統發展的早期，YUV和Y`UV都是顏色信息的模擬信號編碼形式，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用來代指luminance,表示的是自然顏色的亮度，而Y`代指luma，表示的是經過伽馬壓縮之后電信號的強度。在現在的計算機系統中，YUV一般用來代指YCbCr,用來表示文件的編碼格式，用于數字視頻的編碼，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顏色模型的轉換，應該對應兩種方式，分別是模擬YUV->模擬RGB、數字YUV->數字RGB。不過因為標清、高清、以及超清幅面，YUV轉RGB的權重值各不相同，需要將模擬信號和數字信號再做一次幅面劃分，就出現了2*3 = 6，6中轉換公式。
1.模擬YUV->模擬RGB
1) BT601(標清國際定義)
| 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 數字YUV->數字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***********************************//
|
至于超清幅面的計算公式，大家可以按照下面的推導方式自己推導一下。
模擬RGB轉YUV的推導公式 ：?
| 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);
|
數字RGB轉YUV的推導公式：
| 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
之面向對象的添加、查詢、更新和刪除)
)
