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面向对象设计(一)

素的盐 2023-10-30 阅读 48
图像处理

YUV 颜色编码

YUV 颜色编码采用的是 明亮度 和 色度 来指定像素的颜色。

其中,Y 表示明亮度(Luminance、Luma),而 U 和 V 表示色度(Chrominance、Chroma)。

而色度又定义了颜色的两个方面:色调和饱和度。
在这里插入图片描述

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和 RGB 表示图像类似,每个像素点都包含 Y、U、V 分量。但是它的 Y 和 UV 分量是可以分离的,如果没有 UV 分量一样可以显示完整的图像,只不过是黑白的。

UV通道可以具有比亮度通道更低的采样率,而不会导致感知质量显著下降。或者说,对于 YUV 图像来说,并不是每个像素点都需要包含了 Y、U、V 三个分量,根据不同的采样格式,可以每个 Y 分量都对应自己的 UV 分量,也可以几个 Y 分量共用 UV 分量。一种称为“A:B:C”的符号用于描述U和V相对于Y的采样频率。本文中描述的格式都使用每个像素8位来编码Y通道(也称为亮度通道),并使用每个样本8位来对每个U或V色度样本进行编码。
4:4:4 :意味着 Y、U、V 三个分量的采样比例相同,因此在生成的图像里,每个像素的三个分量信息完整,都是 8 bit。

4:2:2 2:1水平降采样, 意味着 UV 分量是 Y 分量采样的一半,Y 分量和 UV 分量按照 2 : 1 的比例采样。如果水平方向有 8 个像素点,那么采样了 8 个 Y 分量,而U和V各采4个。

4:2:0 2:1水平降采样和2:1垂直降采样。是指,在每一行扫描时,只扫描一种色度分量(U 或者 V),和 Y 分量按照 2 : 1 的方式采样。比如,第一行扫描时,YU 按照 2 : 1 的方式采样,那么第二行扫描时,YV 分量按照 2:1 的方式采样。对于每个色度分量来说,它的水平方向和竖直方向的采样和 Y 分量相比都是 2:1 。

4:1:1 表示4:1的水平下采样,没有垂直下采样。对于每个U和V样本,每条扫描线包含四个Y样本。

和 YUV 4:1:1 一样,色度和亮度差 1/2 * 1/2 = 1/4,只是取样的方式不同。

下图显示了如何对每个下采样率的色度进行采样。亮度样本(Y)用十字表示,色度样本(UV)用圆圈表示。
在这里插入图片描述

YUV 存储格式

YUV 的存储格式,有两种:

planar 平面格式
指先连续存储所有像素点的 Y 分量,然后存储 U 分量,最后是 V 分量。

packed 打包模式
指每个像素点的 Y、U、V 分量是连续交替存储的。
根据采样方式和存储格式的不同,就有了多种 YUV 格式。这些格式主要是基于 YUV 4:2:2 和 YUV 4:2:0 采样。

详见:YUV 存储格式

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