Full range / Limited range

我們熟悉的PC使用RGB色彩空間,RGB信號在處理圖像時,每個像素的色彩由3個分別對應(yīng)三原色的8位二進(jìn)制數(shù)字來確定,2的8次方=256個灰階。比如(255,255,255)代表白色,(255,0,0 )代表紅色,那么灰階總共是0~255一共256個,通常被稱作Full Range。屬于PC Level系統(tǒng),
總結(jié):RGB稱作全范圍彩色Full Range,0~255,PC Level。

由于RGB每個像素記錄需要24位,所需的存儲空間和數(shù)據(jù)量毫無疑問比較大。而YCrCb信號如果采用13.5MHz采樣頻率得到的8位或10位PCM信號則稱為4∶4∶4,也有256個灰階。但是這樣的話數(shù)據(jù)量太大了。研究表明,人眼察覺到的光亮度信息(Y)的60%至70%來自綠色光。紅色和藍(lán)色信道實際上只是亮度信息的復(fù)制,因此這些重復(fù)信息完全可以去除掉。為了減少數(shù)據(jù)儲存空間和數(shù)據(jù)傳輸帶寬,可以用較低的采樣頻率6.75MHz來采樣B-Y和R-Y信號,稱做4∶2∶2,也就是消費(fèi)電子的Studio Level。

在Studio Level設(shè)備中,8位YCbCr系統(tǒng)都規(guī)定亮度的取值范圍介于16至235之間,而B-Y和R-Y信號的取值范圍介于16至240之間。YCbCr 4∶2∶2色差信號的灰階是16~235,通常被稱作Limited Range,而RGB信號也有兩種采樣頻率和灰階,在PC Level系統(tǒng)中是0~255,而在Studio Level消費(fèi)電子中則是16~235。

RGB和YUV(YCrCb)都有Full Range和Limited Range模式,但是YUV不使用Full Range。YUV屬于Studio Level。

full range又被稱之為為enhanced,但也可以支持16-235的limited range
limited range又被稱為standard或normal
HDMI是以DVI為基礎(chǔ)作為家庭AV視聽為主,既可以傳送YUV,也可以傳送RGB
至于limited range和full range的問題,我記得模擬信號中,limited range是為了防止在信號動態(tài)范圍的兩端出現(xiàn)失真,對這些區(qū)域做保留而不用來存儲視頻信息。數(shù)字信號時代這兩端則是有用來存儲一些視頻信號以外的信息。

limited range更多是一種歷史遺留產(chǎn)物,但它仍然有一個特征相比full range有優(yōu)勢:
在不同bit depth間轉(zhuǎn)換時limited range只需要簡單的位移操作(如8bit Y/UV對應(yīng)16-235/16-128-240,10bit Y/UV對應(yīng)64-940/64-512-960)——升高bit depth是無損的;而full range需要通過更復(fù)雜的interpolation才能實現(xiàn)bit depth轉(zhuǎn)換(如8bit Y/UV對應(yīng)0-255/0-128-255,10bit Y/UV對應(yīng)0-1023/0-512-1023)——無論降低還是升高bit depth都會產(chǎn)生quantization error。

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