感光芯片技术

YUV颜色编码的工作原理

YUV颜色编码将亮度信息(Y)与色彩信息（U和V）分开，从而减少了数据量。对于人眼来说，亮度比颜色更重要，因此这种图像数据存储和处理方式更为高效，可在成像质量不变的情况下减小文件大小。

计算RGB值

要确定YUV值，就必须首先读出芯片，并根据原始数据确定RGB值。

拜尔采样

CCD或CMOS芯片的像素矩阵只记录入射光的强度。只有借助芯片上的彩色滤光片，才能使各个像素对特定的颜色（红色、绿色或蓝色）敏感。

相机芯片包含的绿色像素数量是其他颜色像素的两倍，以确保拍摄的图像与人眼所见的效果一致。利用拜尔滤色片结构中已知的色彩排列以及传输的原始像素信息，就可以为相机芯片中的每个像素插补完整的RGB颜色信息。

RGB转换

第一步，先由算法计算各个像素的完整RGB值。举例来说，这表示即使一个像素只对绿光敏感，相机也能接收到该像素的完整RGB信息。要实现此目的，就需要对相邻的红色和蓝色像素的信息进行插值。当然，该插补值只是接近真实情况的近似值。RGB解析有多种算法，每种算法的复杂程度和计算时间决定了该近似值的精准度。

RGB转换的一个缺点是每个像素的数据量会叠加。如果单个像素的深度通常为8比特，转换后每个颜色（红、绿、蓝）的深度均为8比特，因此累积的总深度为24比特。

YUV编码

在YUV编码中，RGB值会被转换成一个强度分量(Y)和另外两个颜色编码分量（U和V）：前者覆盖从黑到白的范围，而后两者则为该颜色编码值。

YUV 4:4:4扫描

从RGB到YUV的转换是线性的，不会造成信息丢失，它也不依赖于特定的相机等硬件。将RGB转换为YUV的标准公式如下：

Y = 0.299 R + 0.587 G + 0.114 B

U = 0.493 * (B - Y)

V = 0.877 * (R - Y)

实际上，特定相机所使用感光芯片具有不同的动态特性，因此方程中的系数可能会略有不同。如需了解有关相机的具体信息，请查阅文档。

这种类型的转换也被称为YUV 4:4:4扫描。通过这种扫描方式，每个像素都能接收亮度和色彩信息，“4:4:4”表示信号中Y、U和V分量各自所占的比例。

YUV 4:2:2扫描

为了将每个像素传输的平均数据量从24比特减少到16比特，通常只记录每隔一个像素的颜色信息。这种扫描方式也被称为YUV 4:2:2扫描。人眼对亮度的敏感度远高于对色彩的敏感度，尽管这种转换会造成实际的信息损失，但实际效果几乎不存在明显区别。彩色相机的数字YUV 4:2:2输出深度在每像素24比特和每像素8比特之间交替变化，即平均每像素为16比特。

我们的彩色相机集成了高效的RGB转换算法。您在我们的所有彩色相机中都可以选择输出模式，为每个像素提供原始芯片数据或高质量的YUV 4:2:2信号。有些相机型号还能提供RGB / BGR数据。