【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于图像，具体涉及一种颜色编码方法。
技术介绍
1、表示颜色有多种方法，例如rgb、yuv、yiq、ycbcr、lab、hsi等，都称为颜色空间。在数字照相机和摄像机中，采集图像和视频信息的时候通常都是采集rgb信息，然后进行存储或传输。也可以把rgb转换为其他的颜色空间，进行压缩编码。
2、在数字电视领域，通常采用ccir bt.601/709/2020等标准规定的ycbcr颜色空间。ycbcr把颜色分解成亮度和两个色差信号，可以根据人眼对亮度和色差信号的空间分辨能力不同，对色差信号进行下采样，例如4:2:2和4:2:0等，从而降低数字图像和数字视频的数据量，给后续的编码、存储、传输带来方便。在显示器上显示图像和视频的时候，再把ycbcr格式的颜色信息转换成rgb格式。
3、rgb到ycbcr的转换公式如下：
4、y = 0.2990r + 0.5870g + 0.1140b (1a)
5、cb = -0.1687r - 0.3313g + 0.5000b (1b)
6、cr = 0.5000r - 0.4187g - 0.0813b (1c)
7、将公式(1a)、(1b)、(1c)总称为公式(1)。
8、从公式(1)还原rgb的公式如下：
9、b = 1.772cb + y
10、r = 1.402cr + y (2b)
11、g = (y – 0.2990r – 0.1140b) / 0.5870 (2c)
12、将公式(2a)、(2b)、(2c)总称为公式(2)。
13、在公式(1)和公式(2)中rgby的取值范围都是[0,1]，cb和cr的取值范围都是[-0.5,0.5]。
14、公式(1b)和(1c)其实是来源于b–y和r–y，见如下公式：
15、cb = (b – y)/1.772 (3b)
16、cr = (r – y)/1.402 (3c)
17、公式(3b)和(3c)是对b-y和r-y进行了缩小。之所以要进行缩小，是因为要把cb和cr的取值区间的长度控制为1。实际上当y的值固定时，b-y和r-y的取值区间的长度都是1。只是当y的值变化时，b-y和r-y的取值区间也跟着变化，造成了b-y和r-y整体的取值区间的长度大于1。
18、因此完全可以根据y的值，动态确定b-y和r-y的取值范围，这样就不需要缩小了，因为缩小以后再进行量化，会损失一部分信息。既然y是已知的，就无需做减法，直接记录b和r更加简单、直接。
19、在ccir bt.601中，规定用8位二进制数表示ycbcr，其中y的量化级数为219级，cb和cr的量化级数为224级。由于公式(1)中蕴含着公式(3b)和(3c)的缩小操作，实际上色差信号的量化步长要更大一些，量化步长大意味着精度较低。实践证明，量化后的ycbcr能够很好的表示颜色，说明色度信息不需要很高的量化精度，也就是说色度信息可以用较低的精度（较大的量化步长）进行整数化。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种颜色编码方法，首先获取r、g、b三个颜色分量的整数值，将其量化为0到1区间的值；然后获取r、g、b三个颜色分量分别对亮度的贡献率，计算亮度y；最后对y、b、r进行再量化，根据精度要求设置y、b、r的量化级数，计算再量化后的值。本专利技术方法节约了表示色度信息的数据量，实现了数据压缩。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案如下：
3、步骤1：获取r、g、b三个颜色分量的整数值，分别记为r1、g1、b1，量化级数为k；则令：
4、r= (r1 + 0.5) / k
5、g = (g1 + 0.5) / k
6、b = (b1 + 0.5) / k
7、得到r、g、b三个颜色分量的浮点值，取值范围都是[0,1]；
8、步骤2：获取r、g、b三个颜色分量分别对亮度的贡献率α、β、γ，按照下式计算亮度y：
9、y = α* r+β* g+γ* b
10、其中α、β、γ的取值范围都是[0,1]且α+β+γ=1；
11、步骤3：对y、b、r进行再量化，根据精度要求设置y的量化级数为l，令b的量化级数m=l/(2(1-γ))，r的量化级数n=l/(2(1-α))，按照下式计算再量化后的值：
12、y2 = floor ( y * l)
13、b2 = floor ( b * m)
14、r2 = floor ( r * n)
15、其中，floor(.)表示取小于等于括号内圆点的最大整数。
16、进一步地，所述y2、b2、r2用于恢复r、g、b的公式如下：
17、y = (y 2+ 0.5) / l
18、b = (b2 + 0.5) / m
19、r = (r2 + 0.5) / n
20、g = (y –αr - γb) / β。
21、进一步地，所述y、b、r用于恢复r、g、b的公式如下：
22、g = (y –αr –γb) / β，r和b的值保持不变。
23、进一步地，所述α、β、γ的取值分别为0.299、0.587、0.114时，按照下式实现从ybr到ycbcr的转换：
24、cb = b – y/1.772
25、cr = r – y/1.402。
26、本专利技术的有益效果如下：
27、1、浮点数ybr相较于rgb，用亮度y代替了绿色分量g，符合人类视觉系统对颜色的处理特点；相较于ycbcr，保留了b和r，可以较好的保持颜色信息。
28、2、整数ybr相较于整数ycbcr，在同等精度的条件下，b和r的量化级数比cb和cr少，可以用更少的比特数来编码，可以节约存储空间或传输带宽。
29、3、从ybr到rgb和ycbcr的转换都非常简单。
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1.一种颜色编码方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种颜色编码方法，其特征在于，所述Y2、B2、R2用于恢复R、G、B的公式如下：
3.根据权利要求1所述的一种颜色编码方法，其特征在于，所述Y、B、R用于恢复R、G、B的公式如下：
4.根据权利要求1所述的一种颜色编码方法，其特征在于，所述α、β、γ的取值分别为0.299、0.587、0.114时，按照下式实现从YBR到YCbCr的转换：
【技术特征摘要】
1.一种颜色编码方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种颜色编码方法，其特征在于，所述y2、b2、r2用于恢复r、g、b的公式如下：
3.根据权利要求1所述的一种颜色编码方法，其特...
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