Преобразование YUV420 в RGB

Question

Я преобразовал матрицу RGB в матрицу YUV по следующей формуле:

Y  =      (0.257 * R) + (0.504 * G) + (0.098 * B) + 16
Cr = V =  (0.439 * R) - (0.368 * G) - (0.071 * B) + 128
Cb = U = -(0.148 * R) - (0.291 * G) + (0.439 * B) + 128

Затем я выполнил подвыборку цветности 4: 2: 0 на матрице. Я думаю, что я сделал это правильно, я взял 2x2 подматрицы из матрицы YUV, упорядочил значения от наименьшего к наибольшему и взял среднее значение между двумя значениями в середине.

Затем я использовал эту формулу из Википедии, чтобы получить доступ к плоскостям Y, U и V:

size.total = size.width * size.height;
y = yuv[position.y * size.width + position.x];
u = yuv[(position.y / 2) * (size.width / 2) + (position.x / 2) + size.total];
v = yuv[(position.y / 2) * (size.width / 2) + (position.x / 2) + size.total + (size.total / 4)];

Я использую OpenCV, поэтому я попытался интерпретировать это как можно лучше:

y = src.data[(i*channels)+(j*step)];
u = src.data[(j%4)*step + ((i%2)*channels+1) + max];
v = src.data[(j%4)*step + ((i%2)*channels+2) + max + (max%4)];

src - матрица субдискретизации YUV. Правильно ли я истолковал эту формулу?

Вот как я преобразовал цвета обратно в RGB:

bgr.data[(i*channels)+(j*step)] = (1.164 * (y - 16)) + (2.018 * (u - 128)); // B
bgr.data[(i*channels+1)+(j*step)] = (1.164 * (y - 16)) - (0.813 * (v - 128)) - (0.391 * (u - 128)); // G
bgr.data[(i*channels+2)+(j*step)] = (1.164 * (y - 16)) + (1.596 * (v - 128));   // R

Проблема в том, что мое изображение не возвращается к исходным цветам.

Вот изображения для справки: http://i.stack.imgur.com/vQkpT.jpg (субдискретизация) http://i.stack.imgur.com/Oucc5.jpg (вывод)

Я вижу, что сейчас мне нужно конвертировать из YUV444 в RGB, но я не совсем понимаю, что делает функция клипа в примере, который я нашел в Wiki.

C = Y' − 16
D = U − 128
E = V − 128

R = clip(( 298 * C           + 409 * E + 128) >> 8)
G = clip(( 298 * C - 100 * D - 208 * E + 128) >> 8)
B = clip(( 298 * C + 516 * D           + 128) >> 8)

Означает ли >>, что я должен сдвигать биты?

Буду признателен за любую помощь / комментарии! Спасибо

Обновление

Попытался выполнить преобразование YUV444, но оно просто заставило мое изображение появиться в оттенках зеленого.

        y = src.data[(i*channels)+(j*step)];
        u = src.data[(j%4)*step + ((i%2)*channels+1) + max];
        v = src.data[(j%4)*step + ((i%2)*channels+2) + max + (max%4)];

        c = y - 16;
        d = u - 128;
        e = v - 128;

        bgr.data[(i*channels+2)+(j*step)] = clip((298*c + 409*e + 128)/256);
        bgr.data[(i*channels+1)+(j*step)] = clip((298*c - 100*d - 208*e + 128)/256);
        bgr.data[(i*channels)+(j*step)] = clip((298*c + 516*d + 128)/256);

И моя функция клипа: int clip (двойное значение) { возврат (значение> 255)? 255: (значение <0)? 0: значение; } </p>

Answer 1

У меня была такая же проблема при декодировании кадров WebM в RGB.Я наконец нашел решение после нескольких часов поиска.

Возьмите функцию SCALEYUV отсюда: http://www.telegraphics.com.au/svn/webpformat/trunk/webpformat.h

Затем, чтобы декодировать данные RGB из YUV, смотрите этот файл: http://www.telegraphics.com.au/svn/webpformat/trunk/decode.c

Поиск "py = img-> planes [0];", есть два алгоритма для преобразования данных.Я попробовал только простой (после «// затем вернемся к более дешевому методу.»).

Комментарии в коде также относятся к этой странице: http://www.poynton.com/notes/colour_and_gamma/ColorFAQ.html#RTFToC30

Прекрасно работает для меня.

Answer 2

Вы не получите обратно совершенно то же самое изображение, так как UV сжимает изображение.
Вы не скажете, является ли результат полностью неправильным (то есть ошибкой) или просто не идеальным

R = clip(( 298 * C           + 409 * E + 128) >> 8)
G = clip(( 298 * C - 100 * D - 208 * E + 128) >> 8)
B = clip(( 298 * C + 516 * D           + 128) >> 8)

>> 8 - битовый сдвиг, эквивалентный делению на 256. Это просто для того, чтобы вы могли делать все арифметические в целочисленных единицах, а не с плавающей запятой для скорости

Answer 3

Экспериментировал с формулами, присутствующими в вики, и обнаружил, что смешанная формула:

byte c = (byte) (y - 16);
byte d = (byte) (u - 128);
byte e = (byte) (v - 128);

byte r = (byte) (c + (1.370705 * (e))); 
byte g = (byte) (c - (0.698001 * (d)) - (0.337633 * (e)));
byte b = (byte) (c + (1.732446 * (d)));

создает "лучшие" ошибки для моих изображений, просто делает некоторые черные точки чистыми зелеными (т.е. rgb = 0x00FF00), что лучшедля обнаружения и исправления ...

wiki source: https://en.wikipedia.org/wiki/YUV#Y.27UV420p_.28and_Y.27V12_or_YV12.29_to_RGB888_conversion