7

如何正确地将存储为 Y'CrCb（使用 rec. 709）的颜色转换为 sRGB？

我正在处理 HDTV 视频，并且正在使用 libavcodec 提取原始数据。虽然我成功地进行了转换，但我还没有确信我做对了。VLC 提供了一个结果，在 Gimp 中使用“compose”进行转换会导致另一个结果，并且使用来自网络的代码也不一致。所以我还没有找到一个可靠的参考来比较。

我的研究和当前最好的选择如下。（值是浮点数，范围为 0.0-1.0）我最不确定的是伽马校正。它使它比我预期的要轻一些，但我也不能说它看起来不对...

工作室秋千移除

对于 8 位，Y' 的范围从 16 到 235。Cr 和 Cb 的范围从 16 到 240，以 128 为中心。

y = (y - (16 / 255.0)) * ( 1 + 16.0 / 255.0 + (256-235) / 255.0 );
u = (u - (16 / 255.0)) * ( 1 + 16.0 / 255.0 + (256-240) / 255.0 );
v = (v - (16 / 255.0)) * ( 1 + 16.0 / 255.0 + (256-240) / 255.0 );

//Move chroma
u -= 0.5;
v -= 0.5;

我不确定是否可以安全地假设您永远不会获得超出范围的值，或者您是否需要限制它。

对于更高的位深度，规范说 LSB 被忽略。这意味着什么？我也在使用 10 位编码的材料，所以这对我很感兴趣。

从 Y'CrCb 到 RGB

推荐。709 规范告诉如何将 RGB 转换为 Y'CrCb：

E'y = 0.2126 * E'r + 0.7152 * E'g + 0.0722 * E'b
E'cb = 0.5389 * ( E'b - E'y )
E'cr = 0.6350 * ( E'r - E'y )

Wikipedia为 Cb 和 Cr 提供了似乎更准确的定义：

Pb = 0.5 * (B' - Y') / (1 - Kb)
Pr = 0.5 * (R' - Y') / (1 - Kr)

其中 Kb 和 Kr 是 E'b 和 E'r 的因子。规范中的值。似乎是从这些方程四舍五入的。

RGB 可以通过反转方程式（使用 Wikipedia 版本）找到：

double r = y + 2*(1.0-kr) * v;
double b = y + 2*(1.0-kb) * u;
double g = ( y - kr * rr - kb*rb ) / kg;

G 可以直接使用 Cr 和 Cb 来完成：

double g = y - 2*kr*(1-kr)/kg * v - 2*kb*(1-kb)/kg * u;

（y 的因数为 (1-kr-kb)/kg，即 kg/kg 为 kr+kb+kg=1）

RGB 转 sRGB

我根本没有看到任何包含此步骤的代码示例。我们需要转换rec指定的颜色空间。709 到 sRGB 中指定的那个。AFAIK，两者之间的唯一区别是传递函数（即伽玛）。rec 指定的 XY 坐标。709 匹配 sRGB，但我不知道为什么 sRGB 在 rec 时包含“Z”坐标。709没有。这有什么不同吗？（我对 CIE XYZ 一无所知。）

推荐。709 指定如何对线性 RGB 进行伽马编码：

V = 1.099 * L^0.45 - 0.099    for    1 >= L >= 0.018
V = 4.500 * L                 for 0.018 > L >= 0

我们需要反转它，但是线性截止值 0.018 在两个方程中没有给出相同的 V 值。那么反转版本的范围是多少？：

L = ( ( V + 0.099 ) / 1.099 ) ^ (1/0.45)    for  1 >= V >= ?
L = V / 4.5000                              for  ? >  V >= 0

sRGB 也有同样的问题，但修改为更准确的 0.0031308。我记得有人设计了一个精确代表 sRGB 的分数，但我再也找不到它了……

我目前正在使用以下内容：

double cutoff = 1.099 * pow( 0.018, 0.45 ) - 0.099;
v = ( v < cutoff ) ? 1.0/4.5 * v : pow( (v+0.099)/1.099, 1.0/0.45 );
v = ( v <= 0.0031308 ) ? 12.92 * v : 1.055*pow( v, 1.0/2.4 ) - 0.055;
4

2 回答 2

1

对于从线性 sRGB 到非线性 sRGB（压缩扩展过程）和反向过程（反向压缩扩展）的正确转换，我使用以下函数：

public double Companding(double channel)
{
    double v = channel;
    double V = v <= 0.0031308 ? 12.92 * v : 1.055 * Math.Pow(v, 1 / 2.4d) - 0.055;
    return V;
}

public double InverseCompanding(double channel)
{
    double V = channel;
    double v = V <= 0.04045 ? V / 12.92 : Math.Pow((V + 0.055) / 1.055, 2.4);
    return v;
}

注意：v是线性的，V是非线性的。

这些函数基于此处找到的公式： http ://www.brucelindbloom.com/index.html?Eqn_RGB_to_XYZ.html

如网站上所述，还可以选择使用具有压扩函数v = V ^ gamma的简化 sRGB，其中gamma为 2.2。

于 2014-05-02T23:21:56.860 回答
-1

rec 指定的 XY 坐标。709 匹配 sRGB，

那些是 xy，不是 XY，它与 XYZ 中的 XY 不同。

唉，首先 XYZ 是线性化之后的一步，你不需要去那里，因为 sRGB 已经使用 BT.709 原色，正如你所说。RGB 线性，R'G'B' 是非线性的。Y'Cb'Cr' 也是非线性的。

我也在使用 10 位编码的材料，所以这对我很感兴趣。

这意味着您可以将其四舍五入以获得 8 位的正确值。如果 10 位值的最后两位是 10 或 11，则向上舍入到下一个 8 位值，否则向下舍入（00、01 向下舍入）。LSB 表示最低有效位。只是不要忘记 1023 应该四舍五入到 255，而不是溢出。

我们需要反转它，但是线性截止值 0.018 在两个方程中没有给出相同的 V 值。

不，您不需要反转任何内容。REC.601/REC.709/REC.2020 的 EOTF 不是 OETF 的反面，EOTF 在 BT.1886 中指定，在 200 勒克斯环境光下，理想 OLED 显示器的 2.4 完美伽马和几乎 sRGB EOTF 不完美 LCD。这就是为什么 Chrome 只对 BT.709 使用 sRGB EOTF 的原因，这意味着“没有”EOTF，因为 Windows 默认是这样的。

我记得有人设计了一个分数来精确代表 sRGB，

它只是 0.04045/12.92 == 0.003130804954、809/258400。

于 2021-05-13T04:14:51.760 回答