c++ - YUV 图像中的像素

Question

我正在使用opencv来实现对象跟踪。我读到 YUV 图像比 RGB 图像更好用。我的问题是，尽管我花了很多时间阅读笔记，但我还是无法理解 YUV 格式。 Y 是亮度，我认为它是根据 R、G、B 分量的组合计算得出的。

我的主要问题是如何访问和操作 YUV 图像格式的像素。在 RGB 格式中，它很容易访问组件，因此可以使用像

这样的简单操作来更改它

src.at<Vec3b>(j,i).val[0] = 0; for example

但是在YUV中却不是这样。我需要帮助来访问和更改 YUV 图像中的像素值。例如，如果 RGB 中的像素是红色，那么我只想保留 YUV 中的相应像素，其余的将被删除。请帮我解决这个问题。

Answer 1

我建议在 HSV 或 LAB 而不是 RGB 中对您的图像进行操作。

来自相机的原始图像将采用 YCbCr(有时称为 YUV，我认为这是不正确的，但我可能是错的)，并以类似于 YUYV(重复)的方式布局，所以如果你可以直接将其转换为 HSV，您将避免额外的复制和转换操作，从而节省您一些时间。但是，如果您正在处理视频或成批图像，这可能对您来说很重要。

下面是一些用于在 YCbCr 和 RGB 之间进行转换的 C++ 代码(一个使用整数数学，另一个使用 float ):

Colour::bgr Colour::YCbCr::toBgrInt() const
{
  int c0 = 22987;
  int c1 = -11698;
  int c2 = -5636;
  int c3 = 29049;

  int y = this->y;
  int cb = this->cb - 128;
  int cr = this->cr - 128;

  int b = y + (((c3 * cb) + (1 << 13)) >> 14);
  int g = y + (((c2 * cb + c1 * cr) + (1 << 13)) >> 14);
  int r = y + (((c0 * cr) + (1 << 13)) >> 14);

  if (r < 0)
    r = 0;
  else if (r > 255)
    r = 255;

  if (g < 0)
    g = 0;
  else if (g > 255)
    g = 255;

  if (b < 0)
    b = 0;
  else if (b > 255)
    b = 255;

  return Colour::bgr(b, g, r);
}

Colour::bgr Colour::YCbCr::toBgrFloat() const
{
  float y = this->y;
  float cb = this->cb;
  float cr = this->cr;

  int r = y + 1.40200 * (cr - 0x80);
  int g = y - 0.34414 * (cb - 0x80) - 0.71414 * (cr - 0x80);
  int b = y + 1.77200 * (cb - 0x80);

  if (r < 0)
    r = 0;
  else if (r > 255)
    r = 255;

  if (g < 0)
    g = 0;
  else if (g > 255)
    g = 255;

  if (b < 0)
    b = 0;
  else if (b > 255)
    b = 255;

  return Colour::bgr(b, g, r);
}

以及从 BGR 到 HSV 的转换:

Colour::hsv Colour::bgr2hsv(bgr const& in)
{
  Colour::hsv out;

  int const hstep = 255 / 3;            // Hue step size between red -> green -> blue

  int min = in.r < in.g ? in.r : in.g;
  min = min  < in.b ? min  : in.b;

  int max = in.r > in.g ? in.r : in.g;
  max = max  > in.b ? max  : in.b;

  out.v = max;                          // v
  int chroma = max - min;
  if (max > 0)
  {
    out.s = 255 * chroma / max;         // s
  }
  else
  {
    // r = g = b = 0                    // s = 0, v is undefined
    out.s = 0;
    out.h = 0;
    out.v = 0; // it's now undefined
    return out;
  }

  if (chroma == 0)
  {
    out.h = 0;
    return out;
  }

  const int chroma2 = chroma * 2;
  int offset;
  int diff;

  if (in.r == max)
  {
    offset = 3 * hstep;
    diff = in.g - in.b;
  }
  else if (in.g == max)
  {
    offset = hstep;
    diff = in.b - in.r;
  }
  else
  {
    offset = 2 * hstep;
    diff = in.r - in.g;
  }

  int h = offset + (diff * (hstep + 1)) / chroma2;

  // Rotate such that red has hue 0
  if (h >= 255)
    h -= 255;

  assert(h >= 0 && h < 256);

  out.h = h;

  return out;

很遗憾，我没有一步完成此操作的代码。

您还可以使用 built-in OpenCV functions for colour conversion .

cvtColor(img, img, CV_BGR2HSV);