简析色彩空间及色域

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YIQ颜色空间
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YIQ颜色空间
YIQ 颜色空间由 YUV 颜色空间导出，在 NTSC复合彩色视频标准中选用。 （“I”代表同相，“Q”代表正交，这是传递色度信息的调制方式。）R'G'B'和 YIQ 转换的基本方程式是： Y = 0.299R′ + 0.587G′ + 0.114B′ I = 0.596R′ – 0.275G′ – 0.321B′ = Vcos 33 °– Usin 33 ° = 0.736(R′ – Y) – 0.268(B′ – Y) Q = 0.212R′ – 0.523G′ + 0.311B′ = Vsin 33 ° Ucos 33 ° + = 0.478(R′ – Y) + 0.413(B′ – Y)
图1.2 4：4：4 Co-Sited 采样方式，采样点处在隔行图片的有交扫描行上
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YCBCR颜色空间
4：2：2 YCbCr格式
图 1.3 描述了 4：2：2 格式的 YCbCr 采样点的位置。每条扫描线上每两个 Y 采样 点，取一个 Cb，Cr 采样点值。每个分量的每一个采样点通常是 8 比特（消费类应用领 域）或是 10 比特（专业视频领域）。所以，一个采样点就需要 16 比特（专业应用领 域里 20 比特）。通常被安排成图 1.4 所示的格式。 要显示 4：2：2 的 YCbCr 数据，先要将它转换成 4：4：4 的 YCbCr 数据（使用插 值法生成丢失的 Cb 和 Cr 采样点）。
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YCBCR颜色空间
计算机系统的考虑 计算机系统中的 R„G‟B„数值范围为 0-255，使用以下的方程式可能会更加方便： Y709 Cb Cr R′ G′ B′ = 0.183R′ + 0.614G′ + 0.062B′ + 16 = –0.101R′ – 0.338G′ + 0.439B′ + 128 = 0.439R′ – 0.399G′ – 0.040B′ + 128 = 1.164(Y709 – 16) + 1.793(Cr – 128) = 1.164(Y709 – 16) – 0.534(Cr – 128) – 0.213(Cb – 128) = 1.164(Y709 – 16) + 2.115(Cb – 128)
R′ = Y + 0.956I + 0.621Q G′ = Y – 0.272I – 0.647Q B′ = Y – 1.107I + 1.704Q
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YIQ颜色空间
对于范围为 0-255 的数字 R„G‟B„，Y 的范围为 0-255，I 为 0 到± 152，Q 为 0 到± 134。I 和 Q 由 U 和 V 旋转 33° 得到。我们经常对这些方程式进行缩 放，使之在现实中的 NTSC 数字编解码器中更容易实现。 注意，对于 8 比特的 YIQ 和 R„G‟B„的数字数据，为了避免上溢和下溢，它 们的数值不能超出 0 到 255 阶的范围。
注意，对于 8 比特的 YCbCr 和 R„G‟B„的数字数据，为了避免上溢和下溢，它们的数 值不能超出 0 到 255 阶的范围。
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YCBCR颜色空间
表 1.2 75% YCbCr 彩条信号
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YCBCR颜色空间
4：4：4 YCbCr格式
图 1.2 描述了 4：4：4 格式的 YCbCr 采样点的位置。每一个采样点都取一个 Y， Cb 和 Cr 样点值。每个分量的每一个采样点通常是 8 比特（消费类应用领域）或是10 比特（专业视频领域）。所以，一个采样点就需要 24 比特（专业应用领域里 30 比 特）。
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YUV颜色空间
对于范围为 0-255 的数字 R„G‟B„，Y 的范围为 0-255，U 为 0 到± 112，V 为 0 到± 157。我们经常对这些方程式进行缩放，使之在现实中的 NTSC 或 PAL 数字编解码器中更容易实现。
注意，对于 8 比特的 YUV 和 R„G‟B„的数字数据，为了避免上溢和下溢， 它们的数值不能超出 0 到 255 阶的范围。 如果我们使用范围内所有的 B„-Y 和 R‟-Y 数据，那么复合 NTSC 和 PAL 电平将超出（现在采用的）黑白电视发送接收机所支持的电平。实验证明， 调制后的载波电平的偏移量在亮度信号白电平以上，黑电平以下的 20%范围 内是允许的。我们选用了一个缩放因子，使得 75%幅度，100%饱和度的黄 色和青色彩条刚好处在白电平上（100IRE）。
COLOR SPACES
Training Program
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Hans
目录：

RGB颜色空间 YUV颜色空间 YIQ颜色空间 YCbCr颜色空间 PhotoYCC颜色空间
HIS、HLS和HSV颜色空间
色度图 其它颜色空间 伽玛校正
颜色空间是一系列颜色的数学表现 形式。三种最流行的颜色模型是RGB （用于计算机图形）；YIQ，YUV或 YCbCr（用于视频系统）和CMYK （用于彩色打印）。但是，这三种颜 色没有一种和我们直觉概念上的色调， 饱和度，亮度有直接的联系。这就使 我们暂时去追寻其它的模型，如HIS 和HSV，它们能简化编程，处理和终 端用户操作。 所有的颜色空间都能由照相机身扫 描仪等仪器所提供的RGB信息得到
青色 红紫色
黄色 图 1.1 RGB 颜色立方体
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表 1.1 100%RGB 彩条信号
RGB颜色空间
RGB 颜色空间在计算机图形中使用最为普遍，因为彩色显示器使用 RGB 来产生所需的颜色。所以，选用 RGB 颜色空间简化了系统的构建和设计。而 且，由于 RGB 颜色空间使用了好几年，所以可以利用大部分现有的软件程序 模块。 然而，RGB 颜色空间在处理"现实"图像时，它的效率并不是很高。要产生 RGB 颜色立方体内的任意颜色，所有的 RGB 三基色都必须有相同的带宽。这就直 接导致了每个 RGB 基色需要像素深度（Pixel depth）和显示分辨力都相同 的帧存储器。而且，在 RGB 颜色空间内处理一幅图像通常也不是最有效的方 式。举个例子，我们要改变一个像素点的亮度或色度，我们必须从帧缓冲器 中读出所有的 RGB 颜色值，然后计算亮度或色度，然后对它们进行相应的更 改，计算出新的 RGB 值，写回帧缓冲器。如果系统访问的是直接以亮度和色 度存储的图像，一些处理步骤就会更快了。 由于这些以及其它的原因，很多视频标准使用亮度和两个色差信号。其中 最为普遍的是 YUV，YIQ，和 YCbCr 颜色空间。尽管它们彼此关联，但还 是有一些区别的。
YCBCR颜色空间
计算机系统的考虑 计算机系统中的 R'G'B'数值范围为 0-255，使用以下的方程式可能会更加方便： Y601 Cb Cr R′ G′ B′ = 0.257R′ + 0.504G′ + 0.098B′ + 16 = –0.148R′ – 0.291G′ + 0.439B′ + 128 = 0.439R′ – 0.368G′ – 0.071B′ + 128 = 1.164(Y601 – 16) + 1.596(Cr – 128) = 1.164(Y601 – 16) – 0.813(Cr – 128) – 0.391(Cb – 128) = 1.164(Y601 – 16) + 2.018(Cb – 128)
Y = 0.299R′ + 0.587G′ + 0.114B′ U = – 0.147R′ – 0.289G′ + 0.436B′ = 0.492 (B′ – Y) V = 0.615R′ – 0.515G′ – 0.100B′ = 0.877(R′ – Y) R′ = Y + 1.140V G′ = Y – 0.395U – 0.581V B′ = Y + 2.032U
注意，对于 8 比特的 YCbCr 和 R„G‟B„的数字数据，为了避免上溢和下溢，它们的数 值不能超出 0 到 255 阶的范围。
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YCBCR颜色空间
RGB-YCbCr 方程式：HDTV（高清）
标称范围为 16-235 的 8 比特数字 R„G‟B„（工作室 RGB）和 YCbCr 之间的基本转 换方程式为： Y709 = 0.213R′ + 0.715G′ + 0.072B′ Cb = –0.117R′ – 0.394G′ + 0.511B′ + 128 Cr = 0.511R′ – 0.464G′ – 0.047B′ + 128 R′ = Y709 + 1.540(Cr – 128) G′ = Y709 – 0.459(Cr – 128) – 0.183(Cb – 128) B′ = Y709 + 1.816(Cb – 128) 当我们将 YCbCr 转换为 R„G‟B„时，R‟G„B‟的标称范围是 16-235，由于 Y 和 CbCr 可能偶然超出 16-235 和 16-240 范围（视频处理和噪声的缘故），此时 R„G‟B„可能偏 移到 0-15 和 236-255 范围内。注意，对于 8 比特的 YCbCr 和 R'G'B'的数字数据，为 了避免上溢和下溢，它们的数值不能超出 0 到 255 阶的范围。 表 1.2 列出了 75%幅度，100%饱和度的彩条信号（一种常用的视频测试信号）的 YCbCr 值.
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RGB颜色空间
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RGB颜色空间
在计算机图形中广泛使用红，绿和蓝（RGB）颜色空间。红，绿，蓝是三种主要的 相加色（不同的颜色加在一起形成所需的颜色）。用一个三维笛卡尔坐标系统（图1.1） 来表示。图中所示的立方体对角线（到三基色的距离相等）代表了不同的灰阶。表1.1 包含100%幅度，100%饱和度彩条信号（一种常用测试信号）的RGB值。