YUV颜色空间及其与RGB的转换

在现代彩色电视系统中，通常采用三管彩色摄像机或彩色CCD（点耦合器件）摄像机，它把摄得的彩色图像 信号，经分色、分别放大校正得到RGB，再经过矩阵变换电路得到亮度信号Y和两个色差信号U(R－Y)、V(B－Y)， 最后发送端将亮度和色差三个信号分别进行编码，用同一信道发送出去。这就是我们常用的YUV色彩空间。 采用YUV色彩空间的重要性是它的亮度信号Y和色度信号U、V是分离的。如果只有Y信号分量而没有U、V分量， 那么这样表示的图就是黑白灰度图。彩色电视采用YUV空间正是为了用亮度信号Y解决彩色电视机与黑白电视机 的兼容问题，使黑白电视机也能接收彩色信号。根据美国国家电视制式委员会，NTSC制式的标准，当白光的 亮度用Y来表示时，它和红、绿、蓝三色光的关系可用如下式的方程描述：Y＝0.3R+0.59G+0.11B 这就是常用 的亮度公式。色差U、V是由B－Y、R－Y按不同比例压缩而成的。如果要由YUV空间转化成RGB空间，只要进行 相反的逆运算即可。与YUV色彩空间类似的还有Lab色彩空间，它也是用亮度和色差来描述色彩分量，其中L为 亮度、a和b分别为各色差分量。

YUV与RGB相互转换的公式如下（RGB取值范围均为0-255）：

Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B
U = -0.147R - 0.289G + 0.436B
V = 0.615R - 0.515G - 0.100B

R = Y + 1.14V
G = Y - 0.39U - 0.58V
B = Y + 2.03U

// RGB转换为YUV  
void rtRGB2YUV(RtScalar rgb, RtScalar& yuv)  
{      
    yuv.val[0] = 0.299*rgb.val[0] + 0.587*rgb.val[1] + 0.114*rgb.val[2]; // y  
    yuv.val[1] = -0.147*rgb.val[0] - 0.289*rgb.val[1]+ 0.436*rgb.val[2]; // u  
    yuv.val[2] = 0.615*rgb.val[0] - 0.515*rgb.val[1] - 0.1*rgb.val[2]; // v  
}  

// YUV转换为RGB  
void rtYUV2RGB(RtScalar yuv, RtScalar& rgb)  
{  
    rgb.val[0] = yuv.val[0] + 1.14*yuv.val[2]; // r  
    rgb.val[1] = yuv.val[0] - 0.39*yuv.val[1] - 0.58*yuv.val[2];   
    rgb.val[2] = yuv.val[0] + 2.03*yuv.val[1];   
}