摘要：先來個小測試,，您看封面圖的數(shù)字是5還是2？這個是色盲測試的題目,。其原理在于我們的眼中用來分辨顏色的錐狀細(xì)胞的差異,，錐狀細(xì)胞通過對三原色的感知來識別萬色萬物,，而機(jī)器中是怎么樣識別的呢？

我們這樣看著世界

       人們都知道,，把大象放進(jìn)冰箱需要三步,，而人眼把世界放進(jìn)大腦也可簡單分為三步：眼球感應(yīng)到像（傳感器采集并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號）——轉(zhuǎn)成神經(jīng)信號傳到大腦（通過通訊系統(tǒng)將信號傳到處理器）——大腦處理并存放（處理器轉(zhuǎn)化成屏幕可顯示與存儲的格式）。

       所以,，人眼開始看到的圖像格式由光信號轉(zhuǎn)化成了神經(jīng)中的電信號與化學(xué)信號,，傳播格式已經(jīng)不同了！

       機(jī)器也是要轉(zhuǎn)換的,。

1.1 大腦里的格式——RGB圖像格式

       首先,，屏幕是由一個個像素點(diǎn)組成的，里面絢麗的色彩也就只是出自像素點(diǎn)上紅（Red）,、綠（Green）,、藍(lán)（Blue）三原色而已，這種色彩的表示方法稱為RGB色彩空間表示（它也是多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)中用得最多的一種色彩空間表示方法）,，如下圖所示：

                            圖1

       根據(jù)三基色原理,，任意一種色光F都可以用不同分量的R、G,、B三色相加混合而成,。如公式 1.1所示。

                       公式 1.1 三基色原理

       白光是多種光的混合,，所以當(dāng)三基色系數(shù)最大時為白色,，零時為黑色，而介于兩者間的就是世間百色了,。

       每個像素點(diǎn)就像一個顏料盒,，盒子越大，裝的色彩種類越多,，則這個像素點(diǎn)能表達(dá)的色彩越豐富,，而這個盒子的大小在電腦里叫做存儲空間，調(diào)色的方式則是改變?nèi)?，下面的表越往下,，所需要的存儲空間越大，但每個像素點(diǎn)能描述的顏色越準(zhǔn)確,，屏幕的畫面也就越逼真,。

       RGB常見的格式如表 1.1所示，不用詳細(xì)看,，留著以后查就好,。

1.2 眼球上的格式——YUV圖像格式

       與RGB視頻信號傳輸相比,，YUV最大的優(yōu)點(diǎn)在于只需占用極少的帶寬（RGB要求三個獨(dú)立的視頻信號同時傳輸），兩種格式對帶寬的占用量噸位差異如下圖一般,，RGB占用的帶寬要大得多,。

                             圖2

       所以我們存儲的時候?yàn)榱斯?jié)約空間（偷工解料？）,、方便打包就用了亮度信號Y和兩個色差信號R－Y（紅色－亮度,，即U）、B－Y（藍(lán)色－亮度,，即V）分別進(jìn)行編碼,，然后發(fā)出去，到了顯示終端再轉(zhuǎn)換回RGB格式,，這種色彩的表示方法就是所謂的YUV色彩空間表示,。這時候也許你會問“咦，G（綠色）哪去了”,，其實(shí)兩種顏色加亮度也能通過算法大致表達(dá)出原本的顏色（果然偷工減料）,，所以就算是融合進(jìn)R和B里了。

       難道只為了省點(diǎn)帶寬所以我們就義無反顧選擇了YUV格式嗎,？

       當(dāng)然不是,！好吧，雖然低帶寬也很重要,。

       采用YUV色彩空間更重要在于它的亮度信號Y和色度信號U,、V是分離的，這樣分開的好處就是不但可以避免相互干擾,，還可以降低色度的采樣率而不會對圖像質(zhì)量影響太大,。如果U、V為零,，就沒有顏色,，變成黑白電視了。當(dāng)然,，Y也是一個重要參數(shù),，其實(shí)平時我們看一個顏色深淺是很不一樣的，而深淺取決于亮度Y,，Y的影響如下圖示,。

                           圖3

       下面只介紹一種YUV格式，大家觸類旁通,。

1) YUV 4:2:2

      4代表存放流碼中有4個Y,，2表示存放流碼中有2個U色差值，第二個2表示存放流碼中有2個V色差值。

       下面的四個像素為：[Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3] 

       存放的碼流為：Y0 U0 Y1 V1 Y2 U2 Y3 V3

       映射出像素點(diǎn)為：[Y0 U0 V1] [Y1 U0 V1] [Y2 U2 V3] [Y3 U2 V3]

                           圖4

       上圖是YUV4:2:2的采樣網(wǎng)絡(luò),，燈光樣例（Y）用叉表示,，色度樣例（U、V）則用圈表示,。每個點(diǎn)都有叉，而圈只有一半,，所以這就是為什么上面的存放流碼四個Y齊全,，而U、V只有一半,。

1.3 RGB/YUV格式轉(zhuǎn)換

       由此可見,，兩種兵器各有所長，YUV長于處理和傳輸,，RGB長于表達(dá),，都愛不釋手怎么辦？下附兩者鍛造秘籍,！

       YUV（YCrCb）與RGB的轉(zhuǎn)化關(guān)系,，可用公式 1.2來描述

                  公式 1.2 YUV與RGB轉(zhuǎn)化關(guān)系

                       進(jìn)行轉(zhuǎn)化得公式 1.3。

                     公式 1.3 YUV與RGB簡化轉(zhuǎn)換

                      其中RGB取值范圍均為0-255,。