資料壓縮實驗之彩色空間轉換

學會從計算和程式的角度分析問題通過完成本實驗，理解計算思維，即從問題出發，通過逐步分析和分解，把原問題轉化為可用程式方式解決的問題。在此過程中設計出乙個解決方案。

進一步理解彩色空間的概念並掌握不同彩色空間轉換的基本方程。

通過逐步設計程式，掌握程式設計細節：如查詢表的設計，記憶體分配，對 u 和 v 訊號進行下取樣，檔案讀寫過程等。掌握程式除錯的基本方法。

xcode、yuvviewerplus

儲存方式：

rgb的儲存方式：rgb三個分量按照b、g、r的順序儲存。(4：4：4)

yuv的儲存方式：先存y再存uv分量。(4：2：0)

轉換公式：

y = 0.298r + 0.612g + 0.117b

u = -0.1684r - 0.3316g + 0.5b + 128
v = 0.5r - 0.4187g - 0.0813b + 128
r = y + 1.402 * (v-128)
g = y - 0.3441 * (u-128) - 0.7139 * (v-128)
b = y + 1.7718 * (u-128) - 0.0013 * (v-128)

1.計算uv分量時+128是因為uv分量有負值，加上128可以將變化範圍調整為0—255。

2.由於rgb值有可能出現超出0-255的範圍，已知unsigned char型資料佔1位元組，超出0-255的數值會出現溢位現象，發生彩色顯示錯誤。所以我們可以利用float型中間變數（rf/bf/gf）來暫存由彩色轉換公式計算得來的rgb值，經過大於255則賦值為255，小於0則賦值為0的判斷以後，再給unsigned char型的r/g/b進行賦值，在0-255範圍內的數值則進行強制型別轉換。

讀取rgb檔案，將其資料寫入緩衝區；

呼叫rgb2yuv的函式實現rgb到yuv資料的轉換；

在轉換函式中對uv分量進行下取樣

寫yuv檔案

程式收尾工作（關閉檔案，釋放緩衝區)

main.cpp

#include

#include
#include
#include
#include
"rgb2yuv.hpp"
using
namespace std;
intmain
(int argc,
const
char
* ar**)

#include

"rgb2yuv.hpp"
#include
#include
#include
#include
using
namespace std;
intrgb2yuv
(int x_dim,
int y_dim,
unsigned
char
* bmp,
unsigned
char
* y_out,
unsigned
char
* u_out,
unsigned
char
* v_out)
}// subsample uv 下取樣
for(
int j =
0; j < y_dim/
2; j ++)}
free
(u_buffer)
;free
(v_buffer)
;return0;
}

#include

#include
#include
#include
#include
"yuv2rgb.hpp"
using
namespace std;
intmain
(int argc,
const
char
* ar**)

#include

"yuv2rgb.hpp"
#include
#include
#include
#include
using
namespace std;
intyuv2rgb
(int x_dim,
int y_dim,
unsigned
char
* rgb_out,
unsigned
char
* y_in,
unsigned
char
* u_in,
unsigned
char
* v_in)
} y = y_buffer;
u = sub_u_buf;
v = sub_v_buf;
b = rgb_buffer;
for(
int j=
0; j < y_dim; j++)}
if(sub_u_buf !=
null
)free
(sub_u_buf);if
(sub_v_buf !=
null
)free
(sub_v_buf)
;free
(u_buffer)
;free
(v_buffer)
;return0;
}

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