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色彩空间

分辨率与像素​

像素 pixel：图像由若干个小色块组成，每一个色块称为像素。

分辨率：分辨率是指一张图片由多少个像素组成。

RGB 颜色模型​

三基色原理：任何色彩都可以通过红色、蓝色和绿色组合而成。

位深度 Bit Depth​

ExifTool Version Number         : 13.55
File Name                       : kodim05.png
Directory                       : .
File Size                       : 786 kB
File Modification Date/Time     : 2026:05:05 21:56:30+08:00
File Access Date/Time           : 2026:05:05 22:01:00+08:00
File Inode Change Date/Time     : 2026:05:05 22:03:41+08:00
File Permissions                : -rw-r--r--
File Type                       : PNG
File Type Extension             : png
MIME Type                       : image/png
Image Width                     : 768
Image Height                    : 512
Bit Depth                       : 8
Color Type                      : RGB
Compression                     : Deflate/Inflate
Filter                          : Adaptive
Interlace                       : Noninterlaced
Gamma                           : 2.2
SRGB Rendering                  : Perceptual
Source                          : Kodak PCD0992
Image Size                      : 768x512
Megapixels                      : 0.393

YCbCr​

YCbCr 是与 RGB 属于同一概念的颜色编码模型。

人类视觉系统（HVS）对亮度的敏感程度大于色度。

在 RGB 色彩空间中，三种分量共同决定了亮度和色度，三种分量同样重要。事实上，根据 HVS 的特性可以提高亮度的精度，降低色度的精度更加有效的表示颜色。

YCbCr 色彩空间和他的变形（YUV色彩空间）是有效表示色彩空间的方法。

Y=krR+kgG+kbBY=k_rR+k_gG+k_bB Cb=B−YC_b=B-Y Cr=R−YC_r=R-Y Cg=G−YC_g=G-Y

其中 Y 表示亮度，C 分别表示不同颜色的色差。

Cb+Cr+Cg=常量C_b+C_r+C_g=常量

所以实际存储和传输只需要传递 Cb, Cr, YC_b,\ C_r,\ Y 量值即可。

YUV 的采样格式​

J:a:b表示法：

  • J (通常为 4)： 采样区域的宽度（4个像素）。
  • a： 第一行这 4 个像素里，包含几个 U/V 采样点。
  • b： 第二行这 4 个像素里，包含几个 U/V 采样点

三种常见的 YCbCr 采样格式:

  • 4:4:4 8 个 Y 采样，8 个 U 采样，8 个 V 采样。平均每像素 24 bits。
  • 4:2:2 8 个 Y 采样，4 个 U 采样，4 个 V 采样。平均每像素 16 bits。
  • 4:2:0 8 个 Y 采样，2 个 U 采样，2 个 V 采样。平均每像素 12 bits。

YUV 存储格式​

YUV的存储格式可以分为3大类：

  • Planar（平面）
    • Y、U、V分量分开单独存储
    • 名称通常以字母p结尾
  • Semi-Planar（半平面）
    • Y分量单独存储，U、V分量交错存储
    • 名称通常以字母sp结尾
  • Packed（紧凑）
    • 或者叫Interleaved （交错）
    • Y、U、V分量交错存储