Range/Limited Range 研究笔记
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level 7
zxtuOx 楼主
1:我们熟悉的PC使用RGB色彩空间,RGB信号在处理图像时,每个像素的色彩由3个分别对应三原色的8位二进制数字来确定,2的8次方=256个灰阶。比如(255,255,255)代表白色,(255,0,0 )代表红色,那么灰阶总共是0~255一共256个,通常被称作Full Range。属于PC Level系统,
1句话总结:RGB称作全范围彩色Full Range,0~255,PC Level。
2:由于RGB每个像素记录需要24位,所需的存储空间和数据量毫无疑问比较大。而YCrCb信号如果采用13.5MHz采样频率得到的8位或10位PCM信号则称为4∶4∶4,也有256个灰阶。但是这样的话数据量太大了。研究表明,人眼察觉到的光亮度信息(Y)的60%至70%来自绿色光。红色和蓝色信道实际上只是亮度信息的复制,因此这些重复信息完全可以去除掉。为了减少数据储存空间和数据传输带宽,可以用较低的采样频率6.75MHz来采样B-Y和R-Y信号,称做4∶2∶2,也就是消费电子的Studio Level。
  在Studio Level设备中,8位YCbCr系统都规定亮度的取值范围介于16至235之间,而B-Y和R-Y信号的取值范围介于16至240之间。YCbCr 4∶2∶2色差信号的灰阶是16~235,通常被称作Limited Range,而RGB信号也有两种采样频率和灰阶,在PC Level系统中是0~255,而在Studio Level消费电子中则是16~235。
1句话总结:RGB和YUV(YCrCb)都有Full Range和Limited Range模式,但是YUV不使用Full Range。YUV属于Studio Level。
如下图:
full range又被称之为为enhanced,但也可以支持16-235的limited range
limited range又被称为standard或normal
HDMI是以DVI为基础作为家庭AV视听为主,既可以传送YUV,也可以传送RGB
2013年11月29日 08点11分 1
level 11
问下420是咋回事。。。
2013年11月29日 16点11分 2
百度里有详细解释的。
2013年11月30日 02点11分
你妹妹的文档库有。
2013年11月30日 02点11分
回复 blackseptember :[阴险]
2013年12月01日 05点12分
回复 hanyuwei70 :nmm的文档库有...[滑稽]
2013年12月01日 06点12分
level 7
zxtuOx 楼主
的理解是这样的。
以前看视频只能是从电视里看,现在多了一个电脑
所以,电脑和电视是2条线,各走不同的路线。
电视系统受限于早期的技术限制,再加上图像要经过无线电波的传播,所以必须要尽量缩减带宽,所以就在彩色上打主意。
首先不记录RGB,而是记录YUV,到达终端以后通过算法还原出RGB,这个过程的算法涉及到小数,导致有色彩损失。
这还不算,如果全彩色记录就是444,可是数据量太大,改用422录制,导致第二次色彩再损失,但这只是编辑设备的内部色彩空间,通过无线电波传输就变成了420,这就是第三次色彩损失。
2013年11月30日 02点11分 3
level 7
zxtuOx 楼主
但电脑设备不同,电脑设备有足够的存储空间,可以RGB采集,电脑也不用通过无线电波和显示器相连,所以带宽不成问题,所以显示器直接显示RGB
2013年11月30日 02点11分 4
level 9
最不能理解的就是16~235怎么就比0~255节省带宽了?
2013年12月01日 06点12分 5
level 9
YUV420相比YUV444,在模拟信号时代可以节省一半的数据量,但到了数字图像编码发展已经很成熟的今天,它在多数情况下只会造成压缩率的下降(相同码率的444比420综合画面视觉效果更好,可以类比为相同码率的1080p和540p,后者的高频信息毫无疑问是完全损失,前者则由编码器决定保留哪些信息),唯一的优点是总像素数只有一半所以能够节省编解码的资源开销。
既然YUV444比YUV420更有性价比,那么为何不直接用RGB编码?YUV相比RGB具有平面内相关度更高的特点,并且主要的信息集中在Y上,所以在视频编码中YUV能获得更高的压缩率,而有损编码产生的distortion也更符合人眼的视觉特征(RGB有损编码产生的distortion会更加难看)。
2013年12月01日 06点12分 6
哇靠,i444帅呆了,可惜普及度还没4k和120fps高
2013年12月03日 03点12分
回复 sikele2236 :的确是帅呆了,颜色正确,可是数据量明显变大了。
2013年12月03日 07点12分
回复 haierccc :不是说了 “相同码率的444比420综合画面视觉效果更好” 么
2013年12月03日 08点12分
不觉得YUV444比YUV420更有性价比。在绝大多数人的眼中,基本分辨不出来420和444的画质,但是444比420多了很多容量
2013年12月03日 09点12分
level 9
至于limited range和full range的问题,我记得模拟信号中,limited range是为了防止在信号动态范围的两端出现失真,对这些区域做保留而不用来存储视频信息。数字信号时代这两端则是有用来存储一些视频信号以外的信息。
不过到了现在,我觉得limited range更多是一种历史遗留产物,但它仍然有一个特征相比full range有优势:
在不同bit depth间转换时limited range只需要简单的位移操作(如8bit Y/UV对应16-235/16-128-240,10bit Y/UV对应64-940/64-512-960)——升高bit depth是无损的;而full range需要通过更复杂的interpolation才能实现bit depth转换(如8bit Y/UV对应0-255/0-128-255,10bit Y/UV对应0-1023/0-512-1023)——无论降低还是升高bit depth都会产生quantization error。
2013年12月01日 06点12分 7
[大拇指]
2013年12月03日 00点12分
貌似也就UV的0-128-255转0-512-1023有问题吧,因为128并不是0~255的中间值,中间值其实是127.5
2013年12月03日 01点12分
回复 roo_zhou :这个在ITU BT.709的标准文档里有明确规定,UV中间值就是128。
2013年12月03日 03点12分
本来色差信号就是以中间值为基础的,8bit下U/V值与128的差值决定了色彩,如果以127.5为中值那等于是无法还原灰阶了。
2013年12月03日 03点12分
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