[请教]关于色彩空间的问题|『影音数码技术学习交流』 - 『漫游』酷论坛

颜色格式
在最近十年中，视频工程师发现人眼对色度的敏感程度要低于对亮度的敏感程度。在生理学中，有一条规律，那就是人类视网膜上的视网膜杆细胞要多于视网膜锥细胞，说得通俗一些，视网膜杆细胞的作用就是识别亮度，而视网膜锥细胞的作用就是识别色度。所以，你的眼睛对于亮和暗的分辨要比对颜色的分辨精细一些。正是因为这个，在我们的视频存储中，没有必要存储全部颜色信号。既然眼睛看不见，那为什么要浪费存储空间（或者说是金钱）来存储它们呢？
像Beta 或VHS 之类的消费用录像带就得益于将录像带上的更多带宽留给黑—白信号（被称作“亮度”），将稍少的带宽留给彩色信号（被称作“色度”）。
亮度信号经常被称作Y，色度信号是由两个互相独立的信号组成，但是色度信号经常被调制在一起构成波形存储在磁带上。视颜色系统和格式不同，两种色度信号经常被称作U和V 或Pb 和Pr 或Cb 和Cr。这些都是由不同的编码格式所产生的，但是实际上，他们的概念基本相同。在DVD 中，色度信号被存储成Cb 和Cr（C 代表颜色，b 代表蓝色，r 代表红色）。
译注：C=Color,b=blue,r=red.
在MPEG2（也就是DVD 使用的压缩格式）当中，Y、Cb、Cr 信号是分开储存的（这就是为什么分量视频传输需要三条电缆）。其中Y 信号是黑白信号，是以全分辨率存储的。但是，由于人眼对于彩色信息的敏感度较低，色度信号并不是用全分辨率存储的。
译注：全分辨率=full resolution
色度信号分辨率最高的格式是4:4:4，也就是说，每4 点Y 采样，就有相对应的4 点Cb 和4 点Cr。换句话说，在这种格式中，色度信号的分辨率和亮度信号的分辨率是相同的。
这种格式主要应用在视频处理设备内部，避免画面质量在处理过程中降低。当图像被存储到Master Tape，比如D1 或者D5，的时候，颜色信号通常被削减为4:2:2。
译注： Master Tape=原版影片，母带。
其次就是4:2:2，就是说，每4 点Y 采样，就有2 点Cb 和2 点Cr。在这种格式中，色度信号的扫描线数量和亮度信号一样多，但是每条扫描线上的色度采样点数却只有亮度信号的一半。当4:2:2 信号被解码的时候，“缺失”的色度采样，通常由一定的内插补点算法通过它两侧的色度信息运算补充。
色度信号分辨率最低的格式，也就是DVD 所使用的格式，就是4:2:0 了。事实上4:2:0是一个混乱的称呼，按照字面上理解，4:2:0 应该是每4 点Y 采样，就有2 点Cb 和0 点Cr，但事实上完全不是这样。事实上，4:2:0 的意思是，色度采样在每条横向扫描线上只有亮度采样的一半，扫描线的条数上，也只有亮度的一半！换句话说，无论是横向还是纵向，色度信号的分辨率都只有亮度信号的一半。举个例子，如果整张画面的尺寸是720*480，那么亮度信号是720*480，色度信号只有360*240。在4:2:0 中，“缺失”的色度采样不单单要由左右相邻的采样通过内插补点计算补充，整行的色度采样也要通过它上下两行的色度采样通过内插补点运算获得。这样做的原因是为了最经济有效地利用DVD 的存储空间。诚然，4:4:4的效果很棒，但是如果要用4:4:4 存储一部电影，我们的DVD 盘的直径至少要有两英尺！
我们的难题到这里就出现了。在播放的时候，我们需要将4:2:0 通过内插补点的方式还原回4:4:4 或者4:2:2。还原的方法有两种——用于交错画面的，和用于非交错画面的。