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  YIQ色彩空间属于NTSC系统。这里Y是指颜色的明视度,即亮度。其实Y就是图像灰度值,I和Q都指的是指色调,即描述图像色彩与饱和度的属性。YIQ颜色空间具有能将图像中的亮度分量分离提取出来的优点,并且YIQ颜色空间与RGB颜色空间之间是线性变换的关系,计算量小,聚类特性也比较好,可以适应光照强度不断变化的场合,因此能够有效地用于彩色图像处理。

  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。视颜色系统和格式不同,两种色度信号经常被称作UV或PbPr或CbCr。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)。 在十年中,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”)。

  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。

  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。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。

  其次就是4:2:2,每4点Y采样,就有2点Cb和2点Cr。在这里,每个象素都有与之对应的亮度采样,同时一半的色度采样被丢弃,所以我们看到,色度采样信号每隔一个采样点才有一个。就像上面提到的那样,人眼对色度的敏感程度不如亮度,大多数人并不能分辨出4:2:2和4:4:4颜色构成的画面之间的不同。

  概念上4:2:0颜色格式非交错画面中亮度、色度采样信号的排列情况。同4:2:2格式一样,每条扫描线中,只有一半的色度采样信息。同时,YUV 4:2:0是所有采样方式中颜色分辨率最低的一种。

  请注意,在4:2:0颜色格式中,色度采样被放在了两条扫描线中间。为什么会这样呢?很简单:DVD盘上的颜色采样是由其上下两条扫描线的颜色信息“平均”而来的。比如,图三中,第一行颜色采样(Line 1和Line 2中间夹着的那行)是由Line 1和Line 2“平均”得到的,第二行颜色采样(Line 3和Line 4中间夹着的那行)也是同样的道理,是由Line 3和Line 4得到的。

  虽然文章中多次提到“平均”这个概念,但是这个“平均”可不是我们通常意义上的(a+B)/2的平均。颜色的处理有极其复杂的算法保证其最大限度地减少失真,接近原始质量。

  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。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。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(六十多厘米)! 在个人计算机上,这些YUV读出来以后会以一些格式包装起来,送给软件或硬件处理。包装的方式分成两种,一种是Packed format,把Y和相对应的UV包在一起。另一种是Planar format,把Y和U和V三种分别包装,拆成三个plane(平面)。

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