CN102750116B - 一种yuv色彩空间超范围信号处理的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种YUV色彩空间超范围信号处理的方法，所述方法包括以下步骤：获取外部设备输入的视频/图像信号，所述视频/图像信号的YUV空间为第一YUV空间；根据所述第一YUV空间的取值范围、第二YUV空间的取值范围和所述第二YUV空间与RGB空间转换公式，计算所述第一YUV空间与所述RGB空间转换公式；根据所述第一YUV空间与所述RGB空间转换公式对所述视频/图像信号进行处理。本发明实施例中，通过对超范围YUV信号进行处理，实现完整地保留信号。
Description
技术领域
本发明涉及视频以及图像处理技术领域，尤其涉及一种YUV色彩空间超范围信号处理的方法。
背景技术
RGB(红、绿、蓝)色彩空间是计算机中常见的色彩空间，它通过红、绿、蓝三基色的相加来产生其他的颜色。其中RGB24使用24比特位表示一个像素点的色彩，红、绿、蓝各占8位，可以得到256*256*256种颜色。
YUV色彩空间被欧洲电视系统所采用的一种颜色编码方法。其中″Y″表示明亮度(Luminance或Luma)，也就是灰阶值；而″U″和″V″表示的则是色度(Chrominance或Chroma)。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电视信号。我们经常提出的YUV又称为YCbCr，YCbCr则是在世界数字组织视频标准研制过程中作为ITU-R BT1601建议的一部分，其实是YUV经过缩放和偏移的翻版。其中Y与YUV中的Y含义一致，Cb，Cr同样都指色彩，只是在表示方法上不同而已。在YUV家族中，YCbCr是在计算机系统中应用最多的成员，其应用领域很广泛，JPEG、MPEG均采用此格式。YCbCr有许多取样格式，如4:4:4，4:2:2，4:1:1和4:2:0。
根据ITU-R BT 601和709标准，当进行从YCbCr色彩空间到RGB色彩空间转换时，Y的值的通常范围是16～235，CbCr的值为16～240，YUV到RGB色彩空间的转换实际上是在数值上进行了拉伸或是压缩。而对于采集设备，如摄像机采集的信号YUV值为0～255。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术存在以下技术问题：
根据ITU-R BT.601和ITU-R BT.709标准，YUV空间像素的取值为Y：16-235，U：16-240，V：16-240，而摄像机采集的视频/图像信号YUV值为0-255，如果按ITU-R BT.601和ITU-R BT002E709标准进行转换，则会出现数据丢失的情况。
发明内容
本发明实施例提供了一种YUV色彩空间超范围信号处理的方法，通过对摄像机采集到的视频/图像超出标准YUV范围的数据进行处理，以实现无损失的视频/图像处理。
本发明实施例提供了一种YUV色彩空间超范围信号处理的方法，包括以下步骤：
获取外部设备输入的视频/图像信号，所述视频/图像信号的YUV空间为第一YUV空间；
根据所述第一YUV空间的取值范围、第二YUV空间的取值范围和所述第二YUV空间与RGB空间转换公式，计算所述第一YUV空间与所述RGB空间转换公式；
根据所述第一YUV空间与所述RGB空间转换公式对所述视频/图像信号进行处理。
还包括：所述外部设备为摄像机。
还包括：所述第一YUV空间各分量的取值范围为0至255；
所述第二YUV空间各分量的取值范围为Y′(16至235)、U′(16至240)和V′(16至240)。
所述根据所述第一YUV空间的取值范围、第二YUV空间的取值范围和所述第二YUV空间与RGB空间转换公式，计算所述第一YUV空间与所述RGB空间转换公式，具体包括：
第一YUV空间转RGB空间公式如下：
R＝Y+1.399*(V-128)
G＝Y-0.346*(U-128)-0.712(V-128)
B＝Y+1.799*(U-128)
其中，R、G、B为RGB空间分量值；
RGB空间转第一YUV空间公式如下：
Y＝0.299*R+0.587*G+0.114*B
U＝-0.168*R-0.33*G+0.498*B+128
V＝0.501*R-0.42*G-0.081*B+128
其中Y、U、V为第一YUV空间分量值。
本发明实施例的技术方案带来的有益效果如下：通过对超范围YUV信号进行处理，实现完整地保留信号。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例中一种YUV色彩空间超范围信号处理的方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例一一种YUV色彩空间超范围信号处理的方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤S101，获取外部设备输入的视频/图像信号，所述视频/图像信号的YUV空间为第一YUV空间；
步骤S102，根据所述第一YUV空间的取值范围、第二YUV空间的取值范围和所述第二YUV空间与RGB空间转换公式，计算所述第一YUV空间与所述RGB空间转换公式；
第一YUV空间转RGB空间公式如下：
R＝Y+1.399*(V-128)
G＝Y-0.346*(U-128)-0.712(V-128)
B＝Y+1.799*(U-128)
其中，R、G、B为RGB空间分量值；
RGB空间转第一YUV空间公式如下：
Y＝0.299*R+0.587*G+0.114*B
U＝-0.168*R-0.33*G+0.498*B+128
V＝0.501*R-0.42*G-0.081*B+128
其中Y、U、V为第一YUV空间分量值。
步骤S103，根据所述第一YUV空间与所述RGB空间转换公式对所述视频/图像信号进行处理。
其中YUV色彩空间具有多种标准，可以为BT.601标准、BT709标准或其他YUV标准，本领域技术人员可以根据不同的YUV标准可对以上公式进行适应性修改，不影响本发明的实施。
本发明实施例的技术方案带来的有益效果如下：通过对超范围YUV信号进行处理，实现完整地保留信号。
本发明实施例二一种YUV色彩空间超范围信号处理的方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤S201，获取外部设备输入的视频/图像信号，所述视频/图像信号的YUV空间为第一YUV空间；所述第一YUV空间各分量的取值范围为0至255。
步骤S202，根据所述第一YUV空间的取值范围、第二YUV空间的取值范围和所述第二YUV空间与RGB空间转换公式，计算所述第一YUV空间与所述RGB空间转换公式；所述第二YUV空间各分量的取值范围为Y′(16至235)、U′(16至240)和V′(16至240)。
ITU-R BT 601和709标准，YUV与RGB色彩空间的转换公式为如下：
RGB转换为YUV公式，如公式1至3：
Y709′＝0.213R′+0.715G′+0.072B′ (1)
U′＝-0.117R′-0.394G′+0.511B′-128 (2)
V′＝0.511R′-0.464G′-0.047B′+128 (3)
YUV转换为RGB公式，如公式4至6：
R′＝Y709′+1540(Cr-128) (4)
G′＝Y709′-0.459(Cr-128)-0.183(Cb-128) (5)
B′＝Y601′+1.816(Cb-128) (6)
其中Cr、Cb即公式1至2中的U′和V′，取值范围16至240。
根据本发明得到的转换公式，第一YUV空间转RGB空间公式7至9：
R＝Y+1.399*(V-128) (7)
G＝Y-0.346*(U-128)-0.712(V-128) (8)
B＝Y+1.799*(U-128) (9)
其中，R、G、B为RGB空间分量值；
RGB空间转第一YUV空间公式如下：
Y＝0.299*R+0.587*G+0.114*B (10)
U＝-0.168*R-0.33*G+0.498*B+128 (11)
V＝0.501*R-0.42*G-0.081*B+128 (12)
其中Y、U、V为第一YUV空间分量值。
步骤S203，根据所述第一YUV空间与所述RGB空间转换公式对所述视频/图像信号进行处理。
本发明实施例的技术方案带来的有益效果如下：通过对超范围YUV信号进行处理，实现完整地保留信号。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以可借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现，基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种YUV色彩空间超范围信号处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取外部设备输入的视频/图像信号，所述视频/图像信号的YUV空间为第一YUV空间；
根据所述第一YUV空间的取值范围、第二YUV空间的取值范围和所述第二YUV空间与RGB空间转换公式，计算所述第一YUV空间与所述RGB空间转换公式；具体包括：
第一YUV空间转RGB空间公式如下：
R＝Y+1.399*(V-128)
G＝Y-0.346*(U-128)0.712(V-128)
B＝Y+1.799*(U-128)
其中，R、G、B为RGB空间分量值；
RGB空间转第一YUV空间公式如下：
Y＝0.299*R+0.587*G+0.114*B
U＝-0.168*R-0.33*G+0.498*B+128
V＝0.501*R-0.42*G-0.081*B+128
其中Y、U、V为第一YUV空间分量值；
根据所述第一YUV空间与所述RGB空间转换公式对所述视频/图像信号进行处理。
2.如权利要求1所述一种YUV色彩空间超范围信号处理的方法，其特征在于，包括：所述外部设备为摄像机。
3.如权利要求2所述一种YUV色彩空间超范围信号处理的方法，其特征在于，包括：
所述第一YUV空间各分量的取值范围为0至255；
所述第二YUV空间各分量的取值范围为Y′(16至235)、U′(16至240)和V′(16至240)。
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