视频中的亮度和色度是什么?

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本文将为读者提供亮度(luminance)、亮度信号(luma)、色度(chrominance)和色度子采样(chroma sub-sampling)最简单的解释;以及所有这些术语跟视频的关联性。

亮度(Y)

最初问世的是黑白电视。黑白图像只包含黑、白和各种灰。所有这些值以前(现在也一样)只能通过变化的亮度得到。

纯粹的日光是白色(或至少对我们的使用目的而言足够白)。当无光线反射(一个黑体),我们就得到了黑色。通过变化光线的强度,我们得到不同程度的灰色。记住,灰色是人脑的一种感知。

用科学术语来表示的话,光的明亮程度以亮度(Luminance)来衡量。“亮度”这个词直接由CIE定义,跟人眼视觉相关。在视频领域,它由字母Y表示。

亮度信号(Y’)

正如我们在论述伽玛的文章中所见,明亮程度会为了显示而被“歪曲”,这个过程我们称之为伽玛压缩。研究者没把这种亮度叫做“扭曲亮度”,而是决定将其称为视频编码亮度,即亮度信号(Luma),由字母Y’表示。

只要我们谈及与视频有关的亮度值,我们谈的就是亮度信号(Y’)。当SDI接口输出一路4:2:2或其他格式的视频信号时,正确的标记符号是Y’CbCr。注意到Y带着撇号吗?这种亮度已经被“伽玛化”了,或者说已经被应用了一种编码伽玛。

从之前解释RGB的文章我们已知,如果Y是RGB的孩子,那么Y’就是R’G’B’的孩子。

色度(C)

色度是信号中的色彩信息。当彩色电视问世时,它并非从零自建了一套体系,彩电信号的研究者找到了一种方式,让彩电跟亮度信号相关联。由此我们知道,色彩的两个代表符号命名为Cb和Cr。

不过要注意,这不意味着绿色被忽略了。从RGB你得到了XYZ,而从XYZ你衍生了xyY,然后得到Y’CbCr。实际图像看起来是这样的:

最顶上的是完整RGB图像。如果要将它按照Y’CbCr分割,Y’的图像是第二幅,Cb的图像是第三幅,Cr的图像是第四幅。别以为就因为Cb里有“b”而Cr里有“r”它的意思就是蓝色或红色 —— 就像你不会认为一个叫做 Mr. Red 的人肤色是红的一样。

(未完待续)


出处:wolfcrow

翻译:LorianneW | 盖雅翻译小组

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