Comprendre les composants Cb et Cr de l'espace colorimétrique YCbCr

Je connais les espaces colorimétriques additifs (RVB), soustractifs (CMJN) et HSV, mais un article que j'essaie actuellement de comprendre fonctionne sur l' espace colorimétrique YCbCr pour la segmentation d'image / définition d'objet.

J'ai passé la majeure partie de ma matinée à chercher quelque chose qui expliquerait naturellement le YCbCr, mais je ne comprends tout simplement pas. J'ai eu une belle explication intuitive de l' idée générale derrière cet espace colorimétrique ici , et une explication de la façon dont il est utilisé pour le codage / compression d'image de ces gars (tout sur photo.SE).

Les formules de calcul de YCbCr à partir de RGB sont facilement accessibles sur wikipedia .

J'ai eu la motivation pour cette représentation, j'ai compris que la composante Y contient les informations de niveaux de gris les plus importantes (à l'œil humain) sur l'image.

J'ai obtenu que Cb et Cr contiennent des informations sur les couleurs et que (en raison de la sensibilité (in) de l'œil humain), elles peuvent être compressées sans perte visible de qualité. Mais que représente réellement chacun des composants de chrominance?

Comme les auteurs de l'article mentionnent que "les informations de chrominance sont primordiales dans la définition des objets" dans leur approche, et je ne peux pas comprendre pleinement ce que je lis avec mon courant "Y est l'intensité, Cb et Cr transportent les informations de couleur d'une manière ou d'une autre" comprendre YCbCr.

Je cherche une réponse du type "Cb est ..., tandis que Cr est ..." ou "si vous imaginez regarder à travers / avec XY, vous regardez en fait le composant Cb ...", ou certains d'une autre manière qui m'aiderait à comprendre les informations portées par chacun des composants séparément, et pas seulement qu'ils portent ensemble des informations sur les couleurs.

ÉDITER

Permettez-moi de donner des exemples d'explications intuitives pour d'autres espaces colorimétriques du type que je recherche:

RVB : Comme briller une lampe de poche colorée sur un mur noir: Si vous brillez avec une lampe de poche bleue, vous voyez un reflet bleu. Si vous ajoutez une lampe de poche rouge, elle affichera un reflet magenta, qui est un mélange de bleu et de rouge.

CMJN : Comme le mélange d'aquarelles, vous "ajoutez aux couleurs que la surface reflète", (c'est-à-dire que vous soustrayez la couleur de l'arrière-plan) donc si vous mélangez une jaune avec une cyan, si reflétera le vert et ainsi vous obtiendrez une couleur verte.

HSV : Les petits enfants sont attirés par les objets très saturés, pas lumineux (valeur). Le composant Hue est ce qui "donne la couleur", tandis qu'une faible saturation signifie que la couleur est "diluée" par le blanc. Un changement de valeur rend le tout plus clair ou plus sombre.

Avec ces définitions, j'ai pu avoir une idée intuitive de ce que signifie une représentation des couleurs dans chaque espace colorimétrique, sans mémoriser les graphiques pour chacun d'eux.

YUV (ou YCbCr) est comme HSV, mais dans des coordonnées différentes. (La différence entre YUV et YCbCr est marginale - principalement liée aux formules exactes).

Le composant est le même. peut être considéré comme des coordonnées polaires et comme cartésien. est l'angle et est le rayon. Une conversion approximative serait:$V$$(S,H)$$(U,V)$$H$$S$

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

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

Vous pouvez voir ce lien pour plus d'informations.

Une autre chose à ajouter à votre liste d'intuition:

La saturation est la pureté de la couleur du point de vue spectral . Par exemple, un laser a un spectre très étroit, ce qui implique une saturation élevée.

Je ne sais pas ce que vous entendez par «réellement» représenter, car ni RVB ni YUV ne représentent la fréquence des photons ou les réponses typiques des bâtonnets / cônes des yeux humains. Mais vous pouvez voir à quoi ils ressemblent en synthétisant certains patchs de couleurs YCrCb, tels que (1,1,0), (1, -1,0), (1,0,1), (1,0, - 1), etc.

Voici une page Wikipedia qui comprend un graphique:

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

AJOUTÉ: RVB, et autres, ont été presque conçus (ou évolués) pour correspondre à une possible compréhension intuitive humaine de la perception (et les noms de couleurs s'avèrent être culturellement appris). YUV est l'inverse, conçu de telle sorte que le bruit dans la zone UV (ajouté à une sous-bande NTSC bruyante) soit difficile à voir et donc plus difficile à décrire. YCrCb est une variation du même mappage de couleurs. Ne cherchez donc pas un aperçu «intuitif» existant, qui peut ne pas exister. Créez peut-être le vôtre en «apprenant» le diagramme et en construisant de nouvelles connexions neuronales qui n'existent peut-être pas actuellement dans votre cerveau (ou quelque chose comme ça).

Lorsque vous comprenez HSV / HSB, il ne devrait pas être difficile de comprendre YCbCr. Le canal B dans HSB correspond à la chrominance (chroma = saturation http://vident.com/products/shade-management/color-theory/understanding-color-overview/hue-value-and-chroma/). Vous pouvez prendre une image RVB et la convertir en niveaux de gris ou convertir tous les canaux du RVB en niveaux de gris et les fusionner en un seul canal. Pour simplifier, ayons un pixel avec 100% de rouge, 100% de vert et 70% de bleu. Vous calculez la moyenne ... (100 + 100 + 70) / 3 et vous obtenez une valeur de 90%, ce qui signifie 90% de luminosité. Donc, en niveaux de gris, c'est une couleur gris très clair. Maintenant, si nous voulons exprimer les couleurs originales vers le canal en niveaux de gris, nous aurons besoin de 3 formules pour chaque couleur (rouge, vert, bleu). Vous calculeriez la différence de valeur R vs niveaux de gris, G vs niveaux de gris et B vs niveaux de gris. Cela nécessiterait 4 canaux (RGB + chroma). Mais nous pouvons faire de même avec 3 canaux. Nous pouvons apporter une petite correction au canal vert. Calculons la différence avec le canal vert. Le vert d'origine est à 100%, la nouvelle valeur du vert converti en gris est de 90%. La différence est de -10%. Modifions donc les canaux R et B de ce pixel par cette différence. Nous venons de faire la correction gamma ou tous les canaux. Les valeurs des canaux verts seront les mêmes que pour l'image en niveaux de gris. Nous ne calculons donc plus avec le canal vert. Le vert est "codé" dans le canal de chrominance Y .... Le reste des couleurs (R, B), est également ajusté. R` = 90% de l'original ou 100% de Y car R et B sont égaux dans cet exemple. Le composé B a une différence + 20% par rapport à l'original, mais après avoir été modifié avec une correction gamma, il a une différence + 30% par rapport à Y. Pour le simplifier encore plus, c'est comme une formule dans laquelle vous devez ajouter des trois composés. Les différences que vous obtenez pour le rouge et le bleu sont Cb et Cr. Les personnages disent simplement que vous avez comparé le canal bleu au canal chroma et le canal rouge au canal chroma. D'où Cb et Cr.