Question

PIL v1.1.7使用的算法给出了“褪色”的结果。使用ffmpeg转换相同的源数据时，它看起来是正确的。使用mplayer会向ffmpeg提供相同的结果（可能它们使用下面的相同库）。这让我相信PIL可能会填充色彩空间转换。转化似乎来自libImaging/ConvertYCbCr.c：

/*  JPEG/JFIF YCbCr conversions

    Y  = R *  0.29900 + G *  0.58700 + B *  0.11400
    Cb = R * -0.16874 + G * -0.33126 + B *  0.50000 + 128
    Cr = R *  0.50000 + G * -0.41869 + B * -0.08131 + 128

    R  = Y +                       + (Cr - 128) *  1.40200
    G  = Y + (Cb - 128) * -0.34414 + (Cr - 128) * -0.71414
    B  = Y + (Cb - 128) *  1.77200

*/

这只是源代码中的注释，当然它是C代码，实际函数是使用查找表而不是矩阵乘法实现的（static INT16 R_Cr等为了简洁而剪裁）：

void
ImagingConvertYCbCr2RGB(UINT8* out, const UINT8* in, int pixels)
{
    int x;
    UINT8 a;
    int r, g, b;
    int y, cr, cb;

    for (x = 0; x < pixels; x++, in += 4, out += 4) {

        y = in[0];
        cb = in[1];
        cr = in[2];
        a = in[3];

        r = y + ((           R_Cr[cr]) >> SCALE);
        g = y + ((G_Cb[cb] + G_Cr[cr]) >> SCALE);
        b = y + ((B_Cb[cb]           ) >> SCALE);

        out[0] = (r <= 0) ? 0 : (r >= 255) ? 255 : r;
        out[1] = (g <= 0) ? 0 : (g >= 255) ? 255 : g;
        out[2] = (b <= 0) ? 0 : (b >= 255) ? 255 : b;
        out[3] = a;
    }
}

我用Google搜索，但似乎有很多关于“正确”方式进行此色彩空间转换的混淆。所以我的问题是，上述是否正确 - 如果不是更好的方法？

编辑：在阅读了Mark Ransom提供的链接后，我发现存在冲突的定义取决于您是使用全范围的YCbCr还是限制在有效范围内。有关详细信息，请参阅以下链接：

PIL版本似乎使用了不正确的算法，所以我已经为转换推出了自己的功能，从而提供了正确的结果（“SDTV”版本）。代码包含在下面，供将来的读者使用：

from numpy import dot, ndarray, array

def yuv2rgb(im, version='SDTV'):
    """
    Convert array-like YUV image to RGB colourspace

    version:
      - 'SDTV':  ITU-R BT.601 version  (default)
      - 'HDTV':  ITU-R BT.709 version
    """
    if not im.dtype == 'uint8':
        raise TypeError('yuv2rgb only implemented for uint8 arrays')

    # clip input to the valid range
    yuv = ndarray(im.shape)  # float64
    yuv[:,:, 0] = im[:,:, 0].clip(16, 235).astype(yuv.dtype) - 16
    yuv[:,:,1:] = im[:,:,1:].clip(16, 240).astype(yuv.dtype) - 128

    if version.upper() == 'SDTV':
        A = array([[1.,                 0.,  0.701            ],
                   [1., -0.886*0.114/0.587, -0.701*0.299/0.587],
                   [1.,  0.886,                             0.]])
        A[:,0]  *= 255./219.
        A[:,1:] *= 255./112.
    elif version.upper() == 'HDTV':
        A = array([[1.164,     0.,  1.793],
                   [1.164, -0.213, -0.533],
                   [1.164,  2.112,     0.]])
    else:
        raise Exception("Unrecognised version (choose 'SDTV' or 'HDTV')")

    rgb = dot(yuv, A.T)
    result = rgb.clip(0, 255).astype('uint8')

    return result

Answer 1

如果你看一下维基百科的定义，你会发现YCbCr有两个相互矛盾的定义。 ITU-R BT.601定义将值压缩到范围16-235以提供足部空间和净空，而JPEG版本使用全范围0-255。如果你使用JPEG的公式解码BT.601空间中的值，结果肯定会被淘汰。

PIL的色彩空间转换YCbCr - ＆gt; RGB

1 个答案: