YCbCr कलर स्पेस के Cb और Cr Components को समझना

Question

मैं additive (RGB), substractive (CMYK), और HSV जैसे कलरस्पेस से परिचित हूं, लेकिन एक लेख जिसे मैं वर्तमान में समझने की कोशिश कर रहा हूं , वह छवि विभाजन / ऑब्जेक्ट परिभाषा के लिए YCbCr रंग स्थान पर संचालित होता है ।

मैंने अपनी सुबह का अधिकांश समय कुछ ऐसी चीज की तलाश में बिताया है, जो स्वाभाविक रूप से YCbCr को समझाएगी, लेकिन मुझे अभी नहीं मिला है। मुझे इस रंग स्थान के पीछे सामान्य विचार का एक अच्छा, सहज विवरण मिला है , और इन लोगों से छवि कोडिंग / संपीड़न के लिए इसका उपयोग कैसे किया जाता है, इसका स्पष्टीकरण (सभी photo.SE पर)।

RGB से YCbCr की गणना करने के सूत्र विकिपीडिया पर आसानी से उपलब्ध हैं ।

मुझे इस प्रतिनिधित्व के लिए प्रेरणा मिली, मुझे पता चला कि वाई घटक में छवि के बारे में सबसे महत्वपूर्ण (मानव आंख के लिए) ग्रे-स्केल जानकारी है।

मैंने पाया कि Cb और Cr रंगों के बारे में जानकारी रखते हैं , और यह कि (मानवीय आंखों में (संवेदनशीलता के कारण), वे गुणवत्ता में खोए बिना दिखाई दे सकते हैं। लेकिन, वास्तव में प्रत्येक क्रोमिनेंस घटक क्या दर्शाता है?

जैसा कि लेख लेखकों ने उल्लेख किया है कि "क्रोमिनेंस जानकारी वस्तुओं की परिभाषा में सर्वोपरि है" उनके दृष्टिकोण में, और मैं पूरी तरह से समझ नहीं पा रहा हूं कि मैं अपने वर्तमान के साथ क्या पढ़ रहा हूं "वाई तीव्रता, सीबी और सीआर कैरी रंग जानकारी किसी तरह" का स्तर YCbCr को समझना।

मैं "Cb है ..., जबकि Cr है ..." या "यदि आप XY के साथ / देख रहे हैं, तो आप वास्तव में Cb घटक को देख रहे हैं ..." अन्य तरीके जो मुझे प्रत्येक घटक द्वारा अलग-अलग की गई जानकारी को समझने में मदद करेंगे, न कि वे, साथ में, रंग की जानकारी ले जाएंगे।

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मुझे उस प्रकार के अन्य रंग स्थानों के लिए सहज स्पष्टीकरण के उदाहरण देने चाहिए जो मैं देख रहा हूँ:

RGB : काली दीवार पर रंगीन टॉर्च की तरह चमकना: यदि आप नीले रंग की टॉर्च से चमकते हैं, तो आपको एक नीला प्रतिबिंब दिखाई देता है। यदि आप एक लाल टॉर्च जोड़ते हैं, तो यह एक मैजेंटा प्रतिबिंब दिखाएगा, जो नीले और लाल रंग का मिश्रण है।

सीएमवाईके : पानी के रंग के मिश्रण की तरह, आप "रंगों को सतह को प्रतिबिंबित करते हैं", (यानी पृष्ठभूमि से रंग घटाते हैं) इसलिए यदि आप एक पीले रंग को सियान के साथ मिलाते हैं, अगर आप हरे रंग को प्रतिबिंबित करेंगे और इस तरह आपको हरा रंग मिलेगा।

एचएसवी : छोटे बच्चे अत्यधिक संतृप्त वस्तुओं के प्रति आकर्षित होते हैं, उज्ज्वल (मूल्य) नहीं। ह्यू घटक वह है जो "रंग देता है", जबकि कम संतृप्ति का अर्थ है कि रंग सफेद द्वारा "पतला" है। मूल्य में परिवर्तन पूरी बात को उज्जवल या गहरा बनाता है।

इस परिभाषा के साथ, मैं उनमें से प्रत्येक के लिए चार्ट को याद किए बिना, प्रत्येक रंग अंतरिक्ष में एक रंग प्रतिनिधित्व का क्या अर्थ है, इसके बारे में एक सहज ज्ञान युक्त भावना प्राप्त करने में सक्षम हूं।

Answer 1

YUV (या YCbCr) HSV की तरह है, लेकिन विभिन्न निर्देशांक में। (YUV और YCbCr के बीच का अंतर मामूली है - ज्यादातर सटीक सूत्रों से संबंधित है)।

घटक एक ही है। को ध्रुवीय निर्देशांक माना जा सकता है, और कार्टेशियन के रूप में। कोण है और त्रिज्या है। एक मोटा रूपांतरण होगा:$V$$(S,H)$$(U,V)$$H$$S$

$U = S \cdot \cos(H)$

$V = S \cdot \sin(H)$

अधिक जानकारी के लिए आप इस लिंक को देख सकते हैं ।

अपनी अंतर्ज्ञान सूची में जोड़ने के लिए एक और बात:

संतृप्ति वर्णक्रमीय दृष्टिकोण से कितनी शुद्ध है । उदाहरण के लिए, एक लेजर में एक बहुत ही संकीर्ण स्पेक्ट्रम होता है, जिसका अर्थ है उच्च संतृप्ति।

Comments

क्या आप पूर्णता के लिए YUV और YCbCr के बीच अंतर की व्याख्या जोड़ सकते हैं?

— पेनेलोप

@Andrey Rubshtein, यदि एक लेज़र में उच्च संतृप्ति होती है, तो क्या यह सही है? दूसरे शब्दों में, यदि मैं RGB मापता हूं और HSV में परिवर्तित करता हूं, तो क्या उच्च संतृप्ति का अर्थ है कि यह एक सुसंगत लेजर स्रोत से उत्पन्न होना चाहिए? धन्यवाद।

— फ्रैंक

@ फ्रेंक, जरूरी नहीं कि लेजर हो। लेकिन एक विस्तृत स्पेक्ट्रम के साथ एक संतृप्त रंग होना मुश्किल है, क्योंकि यह व्यापक है, केवल एक घटक में उच्च प्रतिक्रिया होना कठिन है।

— एंड्री रुबेश्टिन

@Andrey Rubshtein, आपके उत्तर के लिए धन्यवाद। संतृप्ति तीव्रता की mks इकाइयाँ प्रति इकाई समय प्रति इकाई क्षेत्र में ऊर्जा हैं। । संतृप्ति ऊर्जा प्रवाह की mks इकाइयाँ प्रति इकाई क्षेत्र ऊर्जा हैं। जहाँ ठोस अवस्था वाली लेजर दालों की लंबाई लंबी होती है, 10 से 50 ns (नैनोसेकंड)। एक बहुत ही संकीर्ण स्पेक्ट्रम के साथ उच्च संतृप्ति का अर्थ है कि यह एक सुसंगत लेजर स्रोत से उत्पन्न होना चाहिए?

— फ्रैंक

@ और रुबेशिन। आप पूरी तरह से सही हैं..मुझे पता चला है कि एलइडी प्रकाश का उत्सर्जन करता है जो बहुत अधिक मोनोक्रोमेटिक होता है, जैसा कि कम दबाव सोडियम लाइट करता है। क्या सुसंगत लेजर पॉइंटर्स की विशिष्ट विशेषताएं हैं जो बोइंग 737 एयरलाइन कॉकपिट विंडो के माध्यम से देखी गई समग्र छवि के अलावा लेजर पॉइंटर बीम को बताने के लिए उपयोग कर सकते हैं?

— फ्रैंक

Answer 2

यकीन नहीं है कि आप "वास्तव में" से क्या मतलब है, के रूप में आरजीबी या YUV या तो फोटॉन आवृत्ति या विशिष्ट मानव आंखों की छड़ / शंकु प्रतिक्रियाओं का प्रतिनिधित्व नहीं करते हैं। लेकिन आप देख सकते हैं कि वे कुछ YCrCb रंग पैच, जैसे (1,1,0), (1, -1,0), (1,0,1), (1,0, -) को संश्लेषित करके आपके साथ क्या दिखते हैं। 1), आदि

यहाँ एक विकिपीडिया पृष्ठ है जिसमें एक चार्ट शामिल है:

http://en.wikipedia.org/wiki/File:YCbCr-CbCr_Scaled_Y50.png

जोड़ा गया: आरजीबी, और इस तरह, लगभग (या विकसित) डिजाइन किए गए थे ताकि धारणा की एक संभावित मानव सहज समझ (और रंग नाम सांस्कृतिक रूप से सीखे जा सकें) से मेल खा सकें। YUV विपरीत है, जिसे यूवी क्षेत्र में शोर (एक शोर एनटीएस सबबैंड में जोड़ा गया) के रूप में डिज़ाइन किया गया है, यह देखना मुश्किल होगा और इस प्रकार वर्णन करना कठिन होगा। YCrCb एक ही रंग मैपिंग पर एक भिन्नता है। तो एक मौजूदा "सहज" अंतर्दृष्टि के लिए मत देखो, जो मौजूद नहीं हो सकता है। शायद चार्ट को "सीखने" द्वारा अपना खुद का बनाएं और कुछ नए नए तंत्रिका कनेक्शन बनाएं जो वर्तमान में आपके मस्तिष्क में मौजूद नहीं हो सकते हैं (या ऐसा कुछ)।

Comments

मैंने YCbCr के लिए प्राप्त किए जाने वाले प्रकार के अन्य रंग स्थानों के लिए उदाहरण जोड़े। आशा है कि यह स्पष्टीकरण का प्रकार बनाता है जिसे मैं स्पष्ट करना चाहता हूं।

— पेनेलोप

Answer 3

जब आप HSV / HSB को समझते हैं तो YCbCr को समझना मुश्किल नहीं होना चाहिए। HSB में B चैनल क्रोमा (क्रोमा = संतृप्ति http://vident.com/products/shade-management/color-theory/understanding-color-overview/hue-value-and-chola/ से मेल खाता है)। आप आरजीबी छवि ले सकते हैं और इसे ग्रेस्केल में बदल सकते हैं या आरजीबी के हर चैनल को ग्रेस्केल में बदल सकते हैं और उन्हें एक चैनल में मर्ज कर सकते हैं। सरलीकरण के लिए, चलो 100% लाल, 100% हरे और 70% नीले रंग के साथ पिक्सेल हैं। आप औसत की गणना करेंगे ... (100 + 100 + 70) / 3 और आपको मूल्य 90% मिलता है, जिसका अर्थ है 90% चमक। इसलिए ग्रेस्केल में यह बहुत हल्के भूरे रंग का होता है। अब, यदि हम ग्रेस्केल चैनल की ओर मूल रंगों को व्यक्त करना चाहते हैं, तो हमें हर रंग (लाल, हरा, नीला) के लिए ३ सूत्र चाहिए होंगे। आप मूल्य बनाम आर ग्रेस्केल, जी बनाम ग्रेस्केल और बी बनाम ग्रेस्केल के अंतर की गणना करेंगे। इसके लिए 4 चैनलों (RGB + क्रोमा) की आवश्यकता होगी। लेकिन हम 3 चैनलों के साथ भी ऐसा कर सकते हैं। हम ग्रीन चैनल में छोटे सुधार कर सकते हैं। चलो हरे चैनल में अंतर की गणना करते हैं। मूल हरा 100% है, ग्रे में परिवर्तित हरे रंग का नया मूल्य 90% है। अंतर -10% है। तो चलिए इस पिक्सेल के R और B चैनल को इस अंतर से बदलते हैं। हमने सिर्फ गामा सुधार या सभी चैनल किए। ग्रीन चैनल मान ग्रेस्केल इमेज के लिए समान होगा। इसलिए हम अब ग्रीन चैनल के साथ गणना नहीं करते हैं। ग्रीन वाई ... क्रोमा चैनल में "एन्कोडेड" है। बाकी रंगों (आर, बी) को भी समायोजित किया जाता है। R` = 90% मूल या 100% Y क्योंकि R और B इस उदाहरण में समान हैं। बी कंपाउंड में मूल के प्रति अंतर + 20% है, लेकिन इसे गामा सुधार के साथ बदलने के बाद इसका अंतर + वाई की ओर 30% है। इसे और अधिक सरल बनाने के लिए, यह सूत्र की तरह है जहां आपको सभी तीन यौगिकों के लिए अतिरिक्त बनाने की आवश्यकता है। लाल और नीले रंग के लिए आपको जो अंतर मिलते हैं वे सीबी और सीआर हैं वर्ण केवल यह कहते हैं कि आपने ब्लू चैनल की तुलना क्रोमा चैनल और रेड चैनल की तुलना क्रोममा चैनल से की है। इसलिए Cb और Cr।