文章导读
传感器经过解串器输出的RAW DATA数据，需要转化成YUV格式进行采样编码，最后传输给应用层。那么RAW DATA是什么格式？RGGB和RCCB有什么区别？YUV444与YUV420差异在哪儿？跟着小编一起了解这些图像数据的基础概念。
1 RAW DATA与RGB RAW DATA是指从传感器中输出的未经过插值混色的原始的图像数据，一般采样拜耳像素排列，每个像素只能感知一种颜色；而RGB中每个像素都有三色分量。Sensor通过一个个感光点对光进行采用量化输出RAW DATA格式的数据，再经过信号处理单元的彩色插值就变成RGB。 RGB888每个像素包含三通道，每个通道分量使用8位，所以一个像素用24位表示； RGB565的通道分量分别使用5位、6位、5位，一个像素用16位表示； RGB555的通道分量均采用5位，一个像素用16位表示。 什么是RGGB、RCCB、RCCC？ 以前看到过一张特斯拉系统配置图，开启了对摄像头滤镜的求知欲，下图RCCC，RCCB和RGB有啥关系？ 由于光电传感器只能感应光强，不能区分颜色信息，所以图像传感器上通过红色，绿色，蓝色三种滤镜，赋予每个像素点其中一种颜色分量，最终呈现出彩色图像。如下图所示，其学名叫做色彩滤波阵列 那么RGGB和RGB是一回事吗，为什么多一个G？ 主要因为使用四个感光分量比较适合感光面矩形排列；并且人眼对绿色更加敏感。 RGGB：包含一个红色滤镜、两个绿色滤镜、一个蓝色滤镜。由于绿色光通透性好，对于人眼感官时噪点更低，细节更清晰。 RCCC：包含一个红色滤镜、三个白色滤镜，其中C表示白色滤镜。采用该滤镜组合减少了颜色信息，但是能够得到更多的亮度信息，适合光线昏暗的场景。但是通过红色光的强度也足以判断汽车前灯（白色）和尾灯（红色）以及交通信号灯等情况。 RCCB：包含一个红色滤镜、两个白色滤镜、一个蓝光滤镜。RCCB在稍微降低了弱光敏感度的前提下，增加了颜色分辨能力。 2 YUV与降采样格式 传感器Sensor输出的RAW DATA类似RGGB的形式，这种颜色空间的数据无法进行数据压缩，往往需要转化成YUV颜色空间，其中Y表示亮度，UV表示色度。单Y分量可以表示灰度图，再加上UV分量即形成彩色分量。 YUV和RGB虽然都是用来表达颜色的方法，但是对颜色的表述思路不同：RGB将一个颜色拆解为3个纯色的亮度组合，YUV将一个颜色分解为一个亮度和2个色度的组合。由于人眼对UV的敏感性小于亮度，所以将RGB数据转换成YUV后，可以通过减少UV分量来进行数据压缩。 YUV数据分为两种： packed：顺序存放Y、U、V数据 planar：Y、U、V数据分成三个地方存放 什么是YUV444、YUV422、YUV420? 上述三类是YUV主流的三种采样方式，下图实心圆表示Y分量，空心圆表示UV分量。从图中可以看出： YUV444是全采样的过程，每一个Y对应一组UV分量，三个分量信息保存完整。 YUV422中对UV分量进行部分采样，其中每两个Y共用一组UV分量，能够节约1/3存储空间和1/3的数据传输量。如下图所示安装Y-U-Y-V的次序输出。 YUV420也是对UV分量进行部分采样，其中每四个Y共用一组UV分量，可节省1/2存储空间和1/2的数据传输量。如下图所示： 3 常见的颜色空间 每个行业都有自己的颜色空间，比如CMYK常应用在印刷工业中；YCbCr常应用在视频系统中；RGB常应用在计算机显示中等等。 RGB颜色空间 在RGB颜色空间中，这个彩色模型利用三原色叠加从而产生不同的颜色。但是三原色叠加并不能产生所有的颜色。所有这些颜色包含在下图所示的一个正方体中，该正方体内部的每一个点都能由三个通道的坐标确定。对角线是三个分量相等的颜色，就成为一个没有颜色的灰度图。 R：红色，取值范围：0～255 G：绿色，取值范围：0～255 B：蓝色，取值范围：0～255
根据三基色原理，用基色光单位来表示光的量，则在RGB色彩空间，任意色光F都可以用R、G、B三色不同分量的相加混合而成：F＝r [ R ] + g [ G ] + b [ B ] 当三基色分量都为0（最弱）时混合为黑色光；当三基色分量都为255（最强）时混合为白色光。任一色彩F是这个立方体坐标中的一点，调整三色系数R、G、B中的任一系数都会改变F的坐标值，也即改变了F的色值。 CMYK颜色空间 CMYK表示青(Cyan)，品红(Mangenta)，黄(Yellow)，黑(Black)四种颜料，该颜色空间是建色混色模型，亮度降低，能表现的色域较小。青色Cyan、品红色Magenta、黄色Yellow是光的二次色。当红绿蓝三原色被混合时，会产生白色，当混合青色、品红色、黄色三原色时会产生黑色。
CMYK与RGB的根本不同在于它是一种减色模式，呈现的是光照射在物体上除去被物体吸收的一部分，剩余被反射的光线颜色，所以CMYK的色域小于RGB颜色空间。 YCbCr颜色空间 YCrCb是YUV颜色空间派生出的一种，其重要性是它的亮度信号Y和色度信号Cb,Cr分离。如果只有Y信号分量而没有色度信号分量，那么这样表示的图像就是灰度图片。相比RGB颜色空间，在视频信号传输时YUV只需要占用极少的频宽。“亮度”是透过RGB输入信号来建立的，方法是将RGB信号的特定部分叠加到一起。“色度”则定义了颜色的两个方面─色调与饱和度，分别用Cr和Cb来表示。其中，Cr表示红色色度分量，反映了GB输入信号红色部分与RGB信号亮度值之间的差异。而Cb表示蓝色色度分量，反映的是RGB输入信号蓝色部分与RGB信号亮度值之间的差异。 HSV颜色空间 HSV是一种将RGB色彩空间中的点在倒圆锥体中的表示方法。HSV即色相(Hue)、饱和度(Saturation)、明度(Value)，又称HSB(B即Brightness)。色相是色彩的基本属性，就是平时所说的红橙黄绿青蓝紫等颜色，构成首尾相接的色相环。饱和度（S）是指色彩的纯度，越高色彩越纯，低则逐渐变灰。明度（V），取0-max(计算机中HSV取值范围和存储的长度有关)。HSV颜色空间可以用一个圆锥空间模型来描述。圆锥的顶点处，V=0，H和S无定义，代表黑色。圆锥的顶面中心处V=max，S=0，H无定义，代表白色。 H：色相，取值范围：0～360度 S：饱和度，取值范围：0.0~1.0 V：明度，取值范围：0.0(黑色)～1.0(白色) LAB颜色空间 自然界中任何一种颜色都可以在LAB空间中表达出来，它的色彩空间比RGB大，且与设备无关。所以它弥补了RGB和CMYK模式必须依赖设备色彩特性的不足。 L：亮度，取值范围：0～255 A：红色绿色轴，取值范围：-127～128 B：黄色蓝色轴，取值范围：-127～128 任意颜色在LAB空间都会有一个准确的数值表示而且和设备无关，所以LAB作为一个标准颜色空间成为RGB和CMYK的中转站。LAB中的亮度通道（L）专门负责整张图的明暗度，简单的说就是整幅图的黑白版。A通道和B通道只负责颜色的多少。A通道表示从红色至深绿色的范围；b表示从黄色至蓝色的范围；A、B通道里的50%中性灰色表示没有颜色，所以越接近灰色说明颜色越少，而且A通道和B通道的颜色没有亮度。 总的来说： 3、LAB模式下对明度（L）通道做任何操作（如锐化、模糊等）不会影响到色相。 本文来自微信公众号【CV研习社】，未经许可谢绝二次转载至其他网站，如需转载请联系微信chenwei000429
1、适合RGB通道抠的图大部分LAB模式能完成，反之不成立。
2、任何单一色调背景下，用通道抠有明显颜色区别的部分，用LAB模式很快能完成
黄教授
