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1、附录 1：YUV、RGB、YCbCr、YPbPr 概念YUV 是 PAL 系统使用的一种颜色空间，与 NTSC 系统中的 YIQ 作用相似。YPbPr 指模拟分量信号或模拟分量接口，P 是 Parallel 的缩写，意为并行。而 YCbCr 指的是数字分量信号，C 是 Chroma 的缩写，意为色度。实际上，CbCr 这种表示方式早于 PbPr。但长久以来，这几个名称的使用有些混乱，很多文章常使用 YUV 指代 YCbCr 或 YPbPr，YCbCr 与 YPbPr 的使用也常常混淆。这里要说明的是，由于网易博客系统的原因，CbCr 与 PbPr 中的 B 与 R 都应为大写形式。Y及以下的R
2、GB右上角的一撇，是表示经过非线性校正后的分量，以区别线性分量。以摄像机等信号源为例，视频信号流程大致如下。RGB 经伽马校正形成 RGB，而后经过矩阵变换得到 Y/B-Y/R-Y，而后根据需要进行处理，因此 B-Y与 R-Y一般不直接使用。UV 是由 B-Y与 R-Y限幅而来的，限幅的目的是防止色域越限，同时确保编码后的复合电视信号电平在 VHF/UHF 电视发射机的要求范围内。这里补充一下，如果是摄像机等视频设备直接输出的信号，一般不会出现色域方面的问题，但随着计算机越来越多的参与到节目制作过程中，加之多种色域间的转换，可能会造成色域越限。进入 PAL 编码器之前，UV 还要经过滤波，利用
3、人类视觉对色度信息的分辨能力低于对亮度信息的分辨能力的特性，以节省带宽。因此，UV 可以看作是 PAL 系统的专有符号。YPbPr 是为了满足高质量视频传输而设计的色彩分量形式及接口形式，采用并行传输的方式。PbPr也是由 B-Y及 R-Y经过限幅得到的，目前，这种接口多见于模拟分量录像机、高清摄录一体机及 DVD播放机等。模拟分量传输绕过了 PAL 编码与解码，减轻了亮/色串扰等编解码对图像的损失，但传输距离受到限制。在同步电平规则上，YPbPr 大致分为 3 种，SMPTE 曾试图统一模拟分量接口，但以失败告终。YCbCr 是数字电视标准化时，为了兼容亮度、色差这种色彩编码方式而采用的一种
4、类似于 YPbPr 的分量形式。CbCr 是对 B-Y与 R-Y进行限幅及数字化得到的，因此 CbCr 是数字色差分量。一般来说，国际认可的演播室数字分量编码标准皆使用 4:2:2 色度亚取样，即 B-Y及 R-Y 的取样频率各为 Y的一半。除 4:2:2 外，常见的亚取样方式还有 4:1:1、4:2:0。亚取样也可以看作是一种滤波，只不过是数字滤波。无论 YUV 还是 YCbCr 或 YCbCr，其实都是为了兼容黑白电视系统而设计的。展望未来，高质量节目制作或数字电影，有可能直接采用 RGB分量，由于无法进行色度滤波，因此只能采用 4:4:4 即全带宽传输及记录。yuv 和 YCbCr 之间
5、的差异：一、和 rgb 之间换算公式的差异yuvrgbY= 0.299*R + 0.587*G + 0.114*BU= -0.147*R - 0.289*G + 0.436*B = 0.492*(B- Y)V= 0.615*R - 0.515*G - 0.100*B = 0.877*(R- Y)R = Y + 1.140*VG = Y - 0.394*U - 0.581*VB = Y + 2.032*UyCbCrrgbY = 0.257*R + 0.504*G + 0.098*B + 16Cb = -0.148*R - 0.291*G + 0.439*B + 128Cr = 0.439*R -
6、 0.368*G - 0.071*B + 128R = 1.164*(Y-16) + 1.596*(Cr-128)G = 1.164*(Y-16) - 0.813*(Cr-128) - 0.392*(Cb-128)B = 1.164*(Y-16) + 2.017*(Cb-128)Note: 上面各个符号都带了一撇，表示该符号在原值基础上进行了 gamma correction二、来源上的差异yuv 色彩模型来源于 rgb 模型，该模型的特点是将亮度和色度分离开，从而适合于图像处理领域。应用：basic color model used in analogue color TV broadcas
7、ting.YCbCr 模型来源于 yuv 模型。YCbCr is a scaled and offset version of the YUV color space.应用：数字视频，ITU-R BT.601 recommendationYCbCr 主要的采样格式人类的视觉系统（HVS）对色度的敏感程度低于亮度，所以，色度频道的采样率可比 Y 频道低，同时不会明显降低视觉质量，从而达到了压缩的目的。主要的采样格式有 YCbCr 4:4:4、YCbCr 4:2:2、YCbCr 4:2:0 和 YCbCr 4:1:1。MPEG-4 和 H.264 支持前三种采样格式，YCbCr 4:2:2 用于高
8、质量的彩色视频中；应用最广泛的是 YCbCr 4:2:0，比如视频会议、数字电视、DVD 等，用与 PAL 制式；YCbCr 4:1:1 则多用于后者用于 NTSC 制的 DV 数据中。（1） YUV 4:4:4 24bit/pixelYUV 三个信道的抽样率相同，因此在生成的图像里，每个象素的三个分量信息完整（每个分量通常 8比特） ，经过 8 比特量化之后，未经压缩的每个像素占用 3 个字节。下面的四个像素为: Y0 U0 V0 Y1 U1 V1 Y2 U2 V2 Y3 U3 V3存放的码流为: Y0 U0 V0 Y1 U1 V1 Y2 U2 V2 Y3 U3 V3（2） YUV 4:2:
9、2 16bit/pixel每个色差信道的抽样率是亮度信道的一半，所以水平方向的色度抽样率只是 4:4:4 的一半。对非压缩的 8 比特量化的图像来说，每个由两个水平方向相邻的像素组成的宏像素需要占用 4 字节内存。下面的四个像素为：Y0 U0 V0 Y1 U1 V1 Y2 U2 V2 Y3 U3 V3存放的码流为：Y0 U0 Y1 V1 Y2 U2 Y3 V3映射出像素点为：Y0 U0 V1 Y1 U0 V1 Y2 U2 V3 Y3 U2 V3（3） YUV 4:1:1 12bit/pixel4:1:1 的色度抽样，是在水平方向上对色度进行 4:1 抽样。对于低端用户和消费类产品这仍然是可以接
10、受的。对非压缩的 8 比特量化的视频来说，每个由 4 个水平方向相邻的像素组成的宏像素需要占用 6字节内存。下面的四个像素为: Y0 U0 V0 Y1 U1 V1 Y2 U2 V2 Y3 U3 V3存放的码流为: Y0 U0 Y1 Y2 V2 Y3映射出像素点为：Y0 U0 V2 Y1 U0 V2 Y2 U0 V2 Y3 U0 V2（4）YUV4:2:0 12bit/pixel4:2:0 并不意味着只有 Y，Cb 而没有 Cr 分量。它指得是对每行扫描线来说，只有一种色度分量以2:1 的抽样率存储。相邻的扫描行存储不同的色度分量，也就是说，如果一行是 4:2:0 的话，下一行就是4:0:2，再
11、下一行是 4:2:0以此类推。对每个色度分量来说，水平方向和竖直方向的抽样率都是 2:1，所以可以说色度的抽样率是 4:1。对非压缩的 8 比特量化的视频来说，每个由 2x2 个 2 行 2 列相邻的像素组成的宏像素需要占用 6 字节内存。下面八个像素为：Y0 U0 V0 Y1 U1 V1 Y2 U2 V2 Y3 U3 V3 Y5 U5 V5 Y6 U6 V6 Y7U7 V7 Y8 U8 V8存放的码流为：Y0 U0 Y1 Y2 U2 Y3 Y5 V5 Y6 Y7 V7 Y8映射出的像素点为：Y0 U0 V5 Y1 U0 V5 Y2 U2 V7 Y3 U2 V7 Y5 U0 V5 Y6 U0 V5 Y7U2 V7 Y8 U2 V7另外，4:2:0 采样有两种常见的变化形式。其中一种形式用于 MPEG-2 视频，另一种形式用于 MPEG-1 以及 H.261 和 H.263。下图左边显示了 MPEG-2 方案中使用的采样网格，右边显示了 MPEG-1 以及H.261 和 H.263 方案中使用的采样网格。
