[發明專利]轉換影像色彩空間的方法

無效

• 申請號: 200710091059.6
• 申請日: 2007-04-06
• 公開（公告）號: CN101056416A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發明（設計）人: 周明德
• 申請（專利權）人: 智易科技股份有限公司
• 主分類號: H04N9/64
• 分類號: H04N9/64
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 任默聞

技術領域

本發明關于影像轉換方法，特別關于一種在影像顯示系統上用于轉換YUV4:2:0色彩空間的方法，具體的講是一種轉換影像色彩空間的方法。

背景技術

人眼、電腦及電視通常會利用到三原色，即：紅、綠及藍。起初為顯現色彩，顯示器會使一些覆蓋于顯示器內部的螢光材質發光。上述用于產生具有紅、綠、藍色彩的方法稱為紅綠藍(RGB)色彩空間。

現今的彩電系統使用YUV色彩編碼系統。上述YUV方式依據亮度及兩個色度成分定義色彩空間。Y用于亮度分量(明亮度)及U與V為色度(色彩)分量。YUV被使用于逐行倒相(PAL)及全國電視規格委員會(NTSC)的電視播放系統，上述系統為世界上大部分地區的規格。YUV塑造出比用于電腦圖像硬件的RGB規格方式的更為接近人類對于色彩的感知能力，但并未如色調、厚度、亮度(HSV)色彩空間般地接近。

YUV信號從原始的RGB(紅、綠及藍)源頭所產生。累加紅、綠及藍色的加權值以產生獨特的Y信號，呈現整體的亮度或某點色度。上述U信號通過扣除來自原始RGB藍色信號的Y而接續產生，然后縮放比例；及V信號通過扣除來自紅色信號的Y而接續產生，然后通過不同的系數縮放比例。上述能以模擬電路圖輕易地達成。

YUV與RGB的轉換公式如下：

Y＝0.299R+0.587G+0.114B

U＝0.492(B-Y)

＝—0.147R—0.289G+0.436B

V＝0.877(R-Y)

＝0.615R-0.515G-0.100B

YUV與RGB的轉換公式如下：

R＝Y+1.14V

G＝Y-0.39U-0.58V

B＝Y+2.03U

利用縮減取樣(Downsampling)技術在YUV色彩空間進行有效率地壓縮影像。色度取樣(Chroma?subsampling)指使用比亮度信號低的色彩(或色度)信號解析度來表示影像。人眼對于色彩并不像對于亮度般敏感。上述的影像色彩值并不要求與亮度般具有相同的解析度。然而，許多視頻系統在色彩通道相對于亮度通道上使用較低的取樣解析度，對于不明顯降低影像品質的同時也降低視頻信號的總頻寬。上述于YCbCr或YPbPr色彩空間上的第一個值是指亮度分量(Y)，及后兩個值是指色彩分量樣本的數量，其中U/Cb分量在前，V/Cr分量在后。當比較影像品質時，在此三個值之間的比值比三個值更為重要，及亮度樣本的數量值通常為4。

圖1顯示四個YUV4:4:4像素(pixel)，及數據串為：Y0U0V0Y1U1V1Y2U2V2Y3U3V3，其被映射為下述四個像素：[Y0U0V0][Y1U1V1][Y2U2V2][Y3U3V3]。圖2顯示四個YUV4:2:2像素，其中數據傳串為：Y0U0Y1V1Y2U2Y3V3，及被映射為下述四個像素：[Y0U0V1][Y1U0V1][Y2U2V3][Y3U2V3]。多數高階視頻元件格式使用YUV4:2:2，例如：digital?betacam，DVCPRO50，D-9，CCIR601/serial?digitalinterface/D1。

圖3說明四個YUV4:1:1像素，其中數據串為：Y0U0Y1Y2V2Y3及被映射為下述四個像素：[Y0U0V2][Y1U0V2][Y2U0V2][Y3U0V2]。一些應用使用YUV4:1:1，例如DVCPRO，NTSC，DV，DVCAM，D-7。

圖4顯示YUV4:2:0格式像素，其中數據串為：Yo0?Uo0?Yo1?Yo2?Uo2?Yo3/Ye0?Ve0?Ye1?Ye2?Ve2?Ye3，及被映射為下述四個像素：[Yo0?Uo0?Ve0][Yo1?Uo0Ve0][Yo2?Uo2?Ve2][Yo3?Uo2?Ve2]/[Ye0?Uo0?Ve0][Ye1?Uo0?Ve0][Ye2?Uo2Ve2][Ye3?Uo2?Ve2]。上述YUV4:2:0為逐行倒相(PAL)及順序傳送色彩與記憶制彩電系統(SECAM)標準色彩系統，此外通過視頻編碼器(encoder)/解碼器(decoder)使用標準的輸入/輸出格式。上述YUV4:2:0通常應用于DVD及另一應用于MPEG-2，PAL?DV及DVCAM，JPEG，MJPEG格式的主要概況。