rawRGB
>レンズ集約 - - オブジェクトは、反射光で撮像され>センサ光電変換 - > ADCがrawRGBに変換される:画像取得プロセスは次の通りであります
rawRGBデータなった形成された各画素センサのみRまたはGまたはB、およびデータにのみ特定の色センサで収集された光強度の各画素からです。
直接ADCサンプルの光電変換後rawRGBセンサ出力データのデータ、データが処理されない、種々の受光センサーの強度を表します。
異なるセンサに、rawRGBデータフォーマットはそれらも異なる内部に形成されています。rawRGB 4つのデータ配置形式は次の通り(ここで、2×2画素マトリクス用語の形式):
センサ8×8画素(8×8の解像度)は、次にセンサが8×8のフォトサイトを有するであろうと仮定し、各感光点がトランジスタです。次に、表形式のデータの4種類の下に示すようにRawRGB。
図から分かるように、人間の目は緑色に対してより敏感であるため、G成分rawRGBデータフォーマットは、感光点の重量の増加は、追加ように、二回それぞれB、R成分であります緑の情報をサンプリング。
rawRGBセンサ出力データ、RGBデータを与えるためにISP(イメージシグナルプロセッサ)で送信される必要があるため、補間処理は、一般的に採用されています。プロセスが実行されるとシーケンスは、一般にISPによって達成されるISP、ISPは、サイズrawRGBセンサ出力データの順序を知る必要があるパターンを登録し、大きさは、一般的にISP入力フォーマット制御レジスタに配置されています。
さて、問題があります:rawRGBデータにおいて、各画素成分にのみR、G、Bの三色成分は、この成分Aは、でそれを表現するために多くのビット?次の表の答え:
理由データrawRGBこのフォーマットは、目的は、デバイスを検出する物理的プロセスの困難さを軽減して、ISPのプロセスを経て、より現実的な画像情報を復元することが一般的です。
RGB
デジタル時代では、標準の必要性は、自然界の様々な色を定量化します。RGBはそれを示すために特定の色に、また、三原色のR、Gを用いて、一つの色空間と呼ぶ、デジタルカラー規格の分野における表現の異なる値のB輝度の組み合わせです。なお、RGBの輝度値ではなくクロミナンス値を、色の内部に維持されます。
実用的なアプリケーションでは、RGBフォーマットは、多くありますが、これらのフォーマットの存在理由は、技術の進歩、システムの変更、異なるシナリオおよびデバイス環境として、色表現の需要が異なることです。
一般に、以下の表で使用されるRGB形式:
フォーマット |
説明 |
RGB565 |
1.各画素はRGB成分は5ビット、6ビット、5ビットでそれぞれ、16で表されます。 2.メモリ配置(高バイト - >下位バイト):RRRRRGGGGGGBBBBB |
RGB555 |
1.各画素は、RGB成分5(休止なしで)使用され、16ビットで表されます。 2.メモリ装置(上位バイト - >下位バイト):XRRRRGGGGGBBBBB(Xは無視されるべきではないことを示します) |
RGB24(RGB888) |
1.各画素は24、各8ビットのRGB成分によって表されます。以下のために、メモリ内のRGBの各成分:BGR BGR BGR ...... 2.メモリ配置(高バイト - >下位バイト):BBBBBBBBGGGGGGGGRRRRR RRR |
RGB32 |
1.各画素は32ビットで表され、各8ビットのRGB成分(残り無し8) 2.メモリ装置(上位バイト - >下位バイト):BBBBBBBBGGGGGGGGRRRRR RRRXXXXXXXX(Xは無視されるべきではない示します) |
ARGB32 |
1.各画素は32ビットで表され、各8ビット(残りのアルファチャネル値を示す8ビット)のRGB成分 2.メモリ配置(高バイト - >下位バイト):BBBBBBBBGGGGGGGGRRRRR RRRAAAAAAAA |
YUV
YUV是一种色彩编码方法,Y表示亮度,U和V表示色度。只有Y就是黑白图像,再加上UV就是彩色图像了。YUV的一个好处就是让彩色系统和传统黑白系统很好的兼容,同时利用了人类视觉系统对亮度的敏感度比对色度高。
在一般应用中,人们所说的YUV就是YCbCr,这我认为是从狭义的角度理解(毕竟现在是数字信号的天下,YCbCr恰好是描述数字信号的)。广义上说,YUV是一种色彩空间分类,一种颜色模型,具体的类型有Y'UV, YUV, YCbCr,YPbPr等,目前市场上常用数字的视频信号和视频/图片文件中的编码格式,用YCbCr来描述,于是人们口中的YUV就代指的是YCbCr,常见应用如H.264/H.265码流、MPEG、JPEG等。
YCbCr中的Cb指蓝色色度分量,而Cr指红色色度分量。
YUV和RGB的相同点:都是用来表达颜色的数学方法;
YUV和RGB的相同点:对颜色的描述思路和方法不同。RGB将一个颜色拆解为3个纯色的亮度组合,YUV将一个颜色分解为一个亮度和2个色度的组合。
那引入YUV这种色彩空间的好处具体有啥呢?
1. YUV提取Y亮度信号,可以直接给黑白电视使用,兼容黑白电视
2. 人眼对UV的敏感性小于亮度,这样我们适当减少uv的量,而不影响人的感官。所以才会有多种格式的 YUV描述,如420、422、444。
3. 伴随显示设备分辨率的提升,bt组织也针对yuv2rgb设定了不同的系数,来最好的从YUV转换到RGB。
4. YUV格式可以比RGB格式储存空间小。
那RGB存在的作用是什么呢?
目前人类发明的所有彩色的输入输出设备,本质上都只支持RGB数据。哪怕设备允许YUV的输入输出,那也是经过内部的数据转换而间接支持。
YUV采样
主流采样方式有如下三种:
YUV 4:4:4 采样
YUV 4:2:2 采样
YUV 4:2:0 采样
1.YUV 444 采样
全采样,对每个像素点的的YUV分量都进行采样,这样的三个分量信息量完整。
2. YUV 422 采样
部分采样,可节省1/3存储空间和1/3的数据传输量。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10个像素点,那么采样了10个Y分量,而只采样了5个UV分量。其中,每采样过一个像素点,都会采样其Y分量,而U、V分量就会间隔一个采集一个。
3.YUV 420 采样
部分采样,可节省1/2存储空间和1/2的数据传输量。YUV 420采样,并不是指只采样U分量而不采样V分量。而是指,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 。
YUV存储格式
YUV存储格式通常有两大类:打包(packed)格式和平面(planar)格式。前者将YUV分量存放在同一个数组中,通常是几个相邻的像素组成一个宏像素(macro-pixel);而后者使用三个数组分开放 YUV 三个分量,就像是一个三维平面一样。
YUV422 Planar (YUV422P,也称为I422格式)
这里,Y\U\V数据是分开存放的,每两个水平Y采样点,有一个U和一个V采样点,如下图:
也就是说,U0V0由Y0、Y1共用,这样整幅图像较RGB就减少了1/3的存储空间。
YUV 422P 格式,又叫做 I422格式,采用的是平面格式进行存储,先存储所有的 Y 分量,再存储所有的 U 分量,再存储所有的 V 分量。
假如一个8*2像素的图像的该格式的存储分布如下图:
YUV422 packed
此格式有两种情况:分为YUYV格式和UYVY格式。
YUYV格式
YUYV 格式是采用打包格式进行存储的,指每个像素点都采用 Y 分量,但是每隔一个像素采样它的UV分量。
假如一个8*2像素的图像的该格式的存储分布如下图:
UYVY格式
UYVY 格式也是采用打包格式进行存储,它的顺序和YUYV相反,先采用U分量再采样Y分量。
假如一个8*2像素的图像的该格式的存储分布如下图:
YUV420 Planar (YUV420P)
这个格式跟YUV422 Planar 类似,但对于U和V的采样在水平和垂直方向都减少为2:1,根据采样规则如下图:
也就是说,U0V0由Y0、Y1、YW、YW+1共用,这样整幅图像较RGB就减少了1/2的存储空间。
YU12和YV12格式都属于YUV 420P类型,即先存储Y分量,再存储U、V 分量,区别在于:YU12是先Y再U后V,而YV12是先Y再V后U 。
YU12格式(也称为I420格式)
YU12是先Y再U后V。
假如一个8*2像素的图像的该格式的存储分布如下图:
YV12格式
YV12是先Y再V后U
假如一个8*2像素的图像的该格式的存储分布如下图:
YUV422 Semi-Planar (YUV422SP)
Semi 是“半”的意思,个人理解这个是半平面模式,这个格式的数据量跟YUV422 Planar的一样,但是U、V是交叉存放的。
假如一个8*2像素的图像的该格式的存储分布如下图:
YUV420 Semi-Planar (YUV420SP)
这个格式的数据量跟YUV420 Planar的一样,但是U、V是交叉存放的。
NV12和NV21格式都属于 YUV420SP 类型。它也是先存储了Y分量,但接下来并不是再存储所有的U或者V分量,而是把UV分量交替连续存储。
NV12
NV12是IOS中有的模式,它的存储顺序是先存Y分量,再UV进行交替存储。
假如一个8*2像素的图像的该格式的存储分布如下图:
NV21
NV21是安卓中有的模式,它的存储顺序是先存Y分量,在VU交替存储。
假如一个8*2像素的图像的该格式的存储分布如下图:
RGB与YUV转换
由于YUV有这数字信号和模拟信号的YUV类型,于是RGB与YUV转换方式多种多样,大致分为模拟和数字两种。每种方式下,不同的清晰度视频信号的转换公式也是有所不同。
这里只讨论了数字信号的转换,数字RGB转YUV的推导公式为:
(1)
(2)
(3)
(4)
注意:(1)(2)(3)(4)公式中 的值如下表所示:
清晰度 | |||
BT601(标清国际定义) | 0.299 | 0.587 | 0.114 |
BT709(高清) | 0.2126 | 0.7152 | 0.0722 |
BT2020(超清) | 0.2627 | 0.678 | 0.0593 |
这里仅仅列出数字YUV(YCbCr)与数字RGB相互转换的BT601(标清国际定义)的转换公式: