Розуміння компонентів Cb і Cr кольорового простору YCbCr

Я знайомий з добавками (RGB), субстрактивними (CMYK) та HSV-подібними кольоровими просторами , але стаття, яку я зараз намагаюся зрозуміти, працює на кольоровому просторі YCbCr для сегментації зображення / визначення об'єкта.

Я витрачаю більшу частину свого ранку на пошуки чогось, що пояснило б YCbCr природно, але я просто не розумію цього. Я отримав хороший, інтуїтивне пояснення загальної ідеї позаду цього колірного простору тут , і пояснення того , як вона використовується для кодування зображення / стиснення від цих хлопців (всі на photo.SE).

Формули для обчислення YCbCr від RGB легко доступні у Вікіпедії .

Я отримав мотивацію до цього уявлення, я зрозумів, що компонент Y містить найважливішу (для людського ока) інформацію про зображення в сірому масштабі.

Я зрозумів, що Cb і Cr несуть інформацію про кольори , і що (через чутливість очей людини (не)) їх можна стиснути без видимих ​​втрачених якостей. Але що насправді представляє кожен із компонентів хромування?

Оскільки автори статті зазначають, що "інформація про хромування є першорядною у визначенні об'єктів" у їхньому підході, і я не можу повністю зрозуміти, що я читаю з моїм поточним "Y - це інтенсивність, Cb і Cr якось передають інформацію про кольори" рівень розуміння YCbCr.

Я шукаю відповідь у рядках "Cb - це ..., а Cr - це ..." або "якщо ви уявляєте, що переглядаєте / з XY, ви насправді дивитесь на компонент Cb ...", або якийсь інший спосіб, який допоможе мені зрозуміти інформацію, що передається кожним із компонентів окремо, а не лише те, що вони разом несуть кольорову інформацію.

EDIT

Наведіть приклади інтуїтивних пояснень для інших кольорових просторів типу, який я шукаю:

RGB : Ніби світить кольоровий ліхтарик на чорній стіні: Якщо ви світитеся синім ліхтариком, ви бачите синє відображення. Якщо додати червоний ліхтарик, він покаже пурпуровий відбиток, який є сумішшю синього та червоного.

CMYK : Як і змішуючи акварель, ви "додаєте кольорам, на яких поверхня відображається" (тобто віднімає колір від фону), тому якщо ви змішаєте жовтий з блакитним, якщо він буде відображати зелений і, таким чином, ви отримаєте зелений колір.

ВПГ : Маленьких дітей приваблюють сильно насичені предмети, а не яскраві (значення). Компонент Hue - це те, що "дає колір", тоді як низька насиченість означає, що колір "розбавляється" білим кольором. Зміна вартості робить всю річ яскравішою або темнішою.

Завдяки цим визначенням я зміг отримати інтуїтивне відчуття щодо того, що означає представлення кольорів у кожному кольоровому просторі, не запам'ятовуючи графіки для кожного з них.

YUV (або YCbCr) схожий на HSV, але в різних координатах. (Різниця між YUV та YCbCr є незначною - переважно пов'язана з точними формулами).

The $V$ компонент такий же. $(S,H)$ можна вважати полярними координатами та $(U,V)$ як декартовий. $H$ - кут і $S$- радіус. Приблизною конверсією було б:

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

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

Ви можете ознайомитись із цим посиланням для отримання додаткової інформації.

Ще одна річ, яку слід додати до списку інтуїції:

Насичення - це чистий колір з спектральної точки зору . Наприклад, лазер має дуже вузький спектр, що передбачає високу насиченість.

Не впевнений, що ви маєте на увазі під собою "насправді", оскільки ні RGB, ні YUV не представляють ані частоту фотонів, ані типові реакції стрижня / конуса людських очей. Але ви можете побачити, як вони вам схожі, синтезуючи деякі кольорові патчі YCrCb, такі як (1,1,0), (1, -1,0), (1,0,1), (1,0, - 1) тощо.

Ось сторінка Вікіпедії, яка включає діаграму:

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

ДОБАВЛЕНО: RGB і подібні були майже розроблені (або еволюціонували), щоб відповідати можливому інтуїтивно зрозумілому сприйняттю людини (а назви кольорів виявляються культурними). YUV - навпаки, розроблений таким чином, що шум у УФ-зоні (доданий до галасливої ​​підсмуги NTSC) було б важко помітити і, отже, важче описати. YCrCb - це зміна одного кольорового відображення. Тому не шукайте існуючого "інтуїтивного" розуміння, яке може не існувати. Можливо, створіть власну, "вивчивши" діаграму та побудувавши нові абсолютно нейронні зв’язки, які зараз можуть не існувати у вашому мозку (або щось подібне.)

Коли ви розумієте HSV / HSB, це не має труднощів зрозуміти YCbCr. Канал B у HSB відповідає кольоровості (chroma = насиченість http://vident.com/products/shade-management/color-theory/understanding-color-overview/hue-value-and-chroma/). Ви можете взяти rgb-зображення і перетворити його в масштаб сірого або ви можете перетворити кожен канал RGB в масштаб сірого, і вони об'єднають їх в один канал. Для спрощення давайте піксель зі 100% червоним, 100% зеленим та 70% синім. Ви підрахуєте середню ... (100 + 100 + 70) / 3 і отримаєте значення 90%, що означає 90% яскравості. Так у відтінків сірого він дуже світло-сірого кольору. Тепер, якщо ми хотіли б виразити оригінальні кольори до каналу сірого, нам знадобиться 3 формули для кожного кольору (червоний, зелений, синій). Ви можете обчислити різницю значення R проти відтінків сірого, G проти відтінків сірого та B проти сірого. Для цього знадобиться 4 канали (RGB + chroma). Але ми можемо зробити те ж саме з 3-ма каналами. Ми можемо зробити невелику корекцію зеленого каналу. Розрахуємо різницю на зелений канал. Оригінальний зелений - 100%, нове значення зеленого, перетвореного на сіре - 90%. Різниця становить -10%. Тож давайте змінимо R і B каналів цього пікселя на цю різницю. Ми просто зробили гамма-корекцію або всі канали. Значення зеленого каналу будуть такими ж, як і для зображення в градаціях сірого. Тож ми більше не розраховуємо із зеленим каналом. Зелений колір "закодований" у каналі Y ... chroma. Решта кольорів (R, B) також регулюються. R` = 90% початкового або 100% Y, оскільки R і B рівні в цьому прикладі. B-з'єднання має різницю + 20% у відношенні до оригіналу, але після того, як воно було змінено гамма-корекцією, воно має різницю + 30% у напрямку Y. Щоб спростити його ще більше, це подібна формула, де потрібно внести додавання для всіх трьох сполук. Різниці, які ви отримуєте для червоного та синього, - це Cb та Cr. Символи просто кажуть, що ви порівняли Синій канал із хромальним каналом та Червоний канал із каналом Хромма. Звідси Cb і Cr.