2022寒假一刷新一代高效视频编码原理、标准、实现（万帅）——第二章
作者：互联网
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一、颜色空间相关知识点
1.1、三基色 红绿蓝
RGB（红绿蓝）是根据人眼识别的颜色所定义出来的空间，是图像处理最基本最常用面向硬件的颜色空间。用RGB表示视频时，每个像素用三个分量，即RGB三个色度值表示，。RGB的分量与亮度密切相关，只要亮度改变，3个分量都会相应改变，因此不适用于图像处理。
1.2、YUV，Y亮度，UV色度
Y 亮度，灰阶值； UV色度，用于指定像素的颜色
Y是通过RGB输入信号来建立的，将RGB按照一定比例叠加到一起
U是RGB的蓝色部分与亮度值之间的差异
V是RGB的红色部分与亮度值之间的差异
只有Y没有UV分量，黑白灰度图像
彩色电视采用YUV空间正是为了用亮度信号Y解决彩色电视机与黑白电视机的兼容问题，使黑白电视机也能接收彩色电视信号。
1.3、为什么视频用YCbCr的颜色空间
视频一般采用YCbCr的颜色空间，其原理是人类视觉系统对亮度比彩色更敏感，因此可以把亮度信息从彩色信息分离出来，并使之具有更高的清晰度，而稍微降低彩色信息的清晰度，这样就可以在人眼未感觉图像有什么差异的前提下压缩带宽，实现一定的视频压缩。
二、空间分辨率
像素矩阵的行列数被用来表示图像的空间分辨率
高清视频的空间分辨率为1920x1080表示
每幅图像的像素矩阵有1920列，1080行
（宽1920，高1080）
三、时间分辨率:帧率
帧率：每秒播放的帧数目（每秒包含的图像帧数），单位fps。
隔行扫描：每帧图像被分为两场（Field），每一场只包含一帧中所有的奇数行或者偶数行。通常先扫描奇数行得顶场，扫描偶数行得底场。
HEVC是逐行扫描
逐行扫描是：每幅图像上所有的扫描线在一起也叫一帧。
如果隔行扫描要和逐行扫描保持一致帧率，则采集时隔行扫描每秒扫描的次数是逐行的两倍。
隔行扫描会发生锯齿效应（由于两场不同时采集造成）
四、数字视频格式
采集数字视频的时候，有两种采样方法：
第一种：使用相同的空间采样频率对图像的亮度和色度信号进行采样
第二种：使用不同的空间采样频率对图像的亮度和色度信号进行采样
ps：0采样频率色度 < 亮度，空间亚采样
4.1、色度亚采样
依据：人眼对色度信号的敏感度比亮度信号低
主要的采样格式有YCbCr 4:2:0、YCbCr 4:2:2、YCbCr 4:1:1和 YCbCr 4:4:4
4:1:1的采样，它的意思是在采样的第一行中，每连续四个点，采样一个CrCb（第一个1的含义），在紧邻的第二行中，同样采样一个CrCb(第二个1的含义)。
接着看4:2:2,它的意思是在采样的第一行中，每连续四个点，采样两个CrCb，在紧邻的第二行中采样两个CrCb。
同理4:4:在采样的第一行中，每连续四个点，采样四个CrCb，在紧邻的第二行中采样四个CrCb。
4：2：0的0，指的是两个色差信号在传递时交替进行
与4：1：1相比，4：2：0在水平方向上提高1倍色差采样频率，在垂直方向上，以Cb、Cr间隔的方式缩小一倍色差采样频率。
直观上来说，4：2：0比4：1：1在显示上占优势，因为人眼对水平方向上的细节更加敏感，而4：1：1在多代复制性能上有优势。
4.2、图像格式、尺寸和典型应用
p：逐行扫描和传输
I：隔行扫描和传输
PsF：逐行扫描，分段传输
五、HEVC编码视频格式
编码视频格式主要包括编码图像格式，编码图像格式主要包括矩阵数量及空间关系、图像空间分辨率、像素量化深度等。
承载编码图像格式的语法元素属于序列参数集SPS(Sequence Parameter Set，SPS）
SPS表征一组图像编码视频序列CVS(Coded Video Sequence)的共有参数，所以一个CVS内的所有图像具有相同的格式。
编码图像格式相关语法：
各个参数集都包含语法元素与它们的描述子。描述子是指从比特流提取语法元素的方法，即语法元素的解码算法，每个语法元素都有相对应的描述子。
H.265/HEVC中的描述子有如下几种：
（1）、ae(v) ：基于上下文自适应的二元算术编码。
（2）、b(8)：读进连续的8比特。
（3）、f(n)：读进连续的n比特。
（4）、se(v)：有符号指数Golomb熵编码。
（5）、u(n)：读进连续的n比特，且它们解码后的值为无符号整数。
（6）、ue(n)：无符号指数Golomb熵编码。
上面描述子中括号内的参数为n时，表明该语法元素是定长编码，参数为v时表明语法元素采用变长编码。
MinCbSizeY 允许最小亮度编码块的大小
HEVC允许像素的量化深度为8-14，亮度和色度量化深度可以不同
解码图像格式
解码图像格式除编码图像携带的格式信息外，还包括扫描类型、图像类型、色彩空间等颜色信息
source_scan_type：表明每幅图像的扫描类型
source_scan_type=0，隔行扫描
source_scan_type=1，逐行扫描
source_scan_type=2，扫描类型未知
source_scan_type=3，预留未来使用（HEVC种默认为2使用）
颜色
颜色由亮度和色度共同表示，
色度则是不包括亮度在内的颜色的性质，它反映的是颜色的色调和饱和度。
标签：采样,编码,图像格式,色度,亮度,万帅,寒假,2022,图像 来源： https://blog.csdn.net/weixin_42427696/article/details/122796366