色彩空间- RGB和YCbCr问题

Question

我现在正在尝试了解JPEG编码是如何工作的，除了颜色转换部分之外，一切似乎都很好。

在尝试在JPEG算法中进行DCT之前，图像被转换到YCbCr颜色空间。对我来说，这本质上意味着我们(与最初的RGB图像相比)在应用RGB -> YCbCr变换时只需要提取一块颜色信息并对其进行处理。

因此，我们的编码步骤通常类似于RGB -> YCbCr -> DCT -> Huffman。解码意味着颠倒这一过程。

我的问题是-尽管我们必须进行逆YCbCr -> RGB变换，但为什么图像(例如，创建并导出为JPEG)在颜色方面保持不变。颜色信息的处理部分从哪里来，或者是如何处理的？

Answer 1

对我来说，这本质上意味着我们(与初始的RGB图像相比)在应用RGB -> YCbCr变换时，只是提取一块颜色信息并处理它。

转换本身不会处理任何信息。这种变换在数学意义上是可逆的。例如，如果你将一种颜色转换成YCbCr，并将结果转换回RGB，你会得到相同的颜色。毕竟在一个完美的世界里。

在实践中，信息是有损失的。假设您从RGB中的三个字节开始。如果你转换成YCbCr，你会得到三个值，其中两个，即Cb和Cr不再适合8位。从技术上讲，RGB和YUV这两种表示有不同的色域(http://en.wikipedia.org/wiki/Gamut)。

幸运的是，这种信息丢失很少可见。重要的副节点:这个色域的东西是一个不想要的副作用，与最初使用YCbCr的选择无关。

使用YCbCr的要点是，存储在Y中的数据是最重要的。它是亮度或灰度值。Cb和Cr中的数据是减去亮度的颜色信息。

现在，我们的眼睛不太擅长辨别颜色的细微差别，但它们对强度的色调很敏感。为了在jpeg中利用这一点，只存储Cb和Cr的低分辨率图像，而Y以全分辨率存储。有不同的方法可以做到这一点，最常见的一种方法是在x和y中去掉Cb和Cr中的每隔一个像素，这将Cb和Cr的空间需求减少到原来的四倍。

颜色信息的已处理部分从哪里来，或者如何处理

它不会神奇地回来。信息将永远丢失。然而，由于信息一开始并不那么重要，我们看不到太多的工件。

在jpeg中，Cb和Cr窗格的左侧像素是通过再次放大Cb和Cr平面来近似的。一些解码器只是通过选取邻域来复制丢失的像素，其他的则进行线性插值。

Answer 2

RGB to YCbCr是一个确定的、可逆的数学变换。因此，没有“处置”部分。

换句话说- RGB像素与YCbCr像素具有相同的信息内容，就像"A“和"01000001”是相同信息的替代表示，只是编码方案不同。

A澄清：chroma downsampling在YCbCr -> DCT转换之间进行是很常见的，在这种情况下，信息将会丢失，但根据所使用的算法(质量设置)，下采样步骤可能是“无”。