YUV的來源YUV(亦稱YCrCb)是被歐洲電視系統所採用的一種顏色編碼方法。在現代彩色電視系統中，通常採用三管彩色攝像機或彩色CCD攝影機進行取像，然後把取得的彩色圖像信號經分色、分別放大校正後得到RGB，再經過矩陣變換電路得到亮度信號Y和兩個色差信號R-Y(即U)、B-Y(即V)，最後發送端將亮度和兩個色差總共三個信號分別進行編碼，用同一信道發送出去。這種色彩的表示方法就是所謂的YUV色彩空間表示。採用YUV色彩空間的重要性是它的亮度信號Y和色度信號U、V是分離的。如果只有Y信號分量而沒有U、V信號分量，那麼這樣表示的圖像就是黑白灰度圖像。彩色電視採用YUV空間正是爲了用亮度信號Y解決彩色電視機與黑白電視機的兼容問題，使黑白電視機也能接收彩色電視信號。 YUV和RGB之間換算公式的差異① YUV與RGB之間變換 Y'= 0.299*R' + 0.587*G' + 0.114*B' U'= -0.147*R' - 0.289*G' + 0.436*B' = 0.492*(B'- Y') V'= 0.615*R' - 0.515*G' - 0.100*B' = 0.877*(R'- Y') R' = Y' + 1.140*V' G' = Y' - 0.394*U' - 0.581*V' B' = Y' + 2.032*U'
② YCbCr與RGB之間變換： Y’ = 0.257*R' + 0.504*G' + 0.098*B' + 16 Cb' = -0.148*R' - 0.291*G' + 0.439*B' + 128 Cr' = 0.439*R' - 0.368*G' - 0.071*B' + 128 R' = 1.164*(Y’-16) + 1.596*(Cr'-128) G' = 1.164*(Y’-16) - 0.813*(Cr'-128) - 0.392*(Cb'-128) B' = 1.164*(Y’-16) + 2.017*(Cb'-128) Note: 上面各個符號都帶了一撇，表示該符號在原值基礎上進行了gamma correction
YUV和YCbCr來源上的差異YUV色彩模型來源於RGB模型， 該模型的特點是將亮度和色度分離開，從而適合於圖像處理領域。 應用：模擬電視視頻，basic color model used in analogue color TV broadcasting.
YCbCr模型來源於YUV模型。 應用：數字視頻，ITU-R BT.601 recommendation
ps: 通過上面的比較可以確定，我們在h.264,mpeg等編碼標準中用的yuv其實是YcbCr，大家不要被名稱搞混淆了 |
彩色空間的線性變換標準
爲了使用人的視角特性以降低數據量，通常把RGB空間表示的彩色圖像變換到其他彩色空間。目前採用的彩色空間變換有三種：YIQ, YUV和YCrCb。每一種彩色空間都產生一種亮度分量信號和兩種色度分量信號，而每一種變換使用的參數都是爲了適應某種類型的顯示設備。其中，YIQ適用於NTSC彩色電視制式，YUV適用於PAL和SECAM彩色電視制式，而YCrCb適用於計算機用的顯示器。
1、YUV與YIQ模型
在彩色電視制式中，使用YUV和YIQ模型來表示彩色圖像。在PAL彩色電視制式中使用YUV模型，其中的YUV不是那幾個英文單詞的組合詞，而是符號，Y表示亮度，UV用來表示色差，U、V是構成彩色的兩個分量；在NTSC彩色電視制式中使用YIQ模型，其中的Y表示亮度，I、Q是兩個彩色分量。
YUV的優點：
a、YUV表示法的重要性是它的亮度信號(Y)和色度信號(U、V)是相互獨立的 。
b、YUV表示法的另一個優點是可以利用人眼的特性來降低數字彩色圖像所需要的存儲容量。
在考慮人的視覺系統和陰極射線管(CRT)的非線性特性之後，RGB和YUV的對應關係可以近似地用下面的方程式表示：
Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B
U = - 0.147R- 0.289G + 0.436B
V = 0.615R - 0.515G - 0.100B
2、YIQ與RGB彩色空間變換
RGB和YIQ的對應關係用下面的方程式表示：
Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B
I = 0.596R - 0.275G - 0.321B
Q = 0.212R - 0.523G + 0.311B
電視掃描和同步
掃描有隔行掃描(interlaced scanning)和非隔行掃描之分。非隔行掃描也稱逐行掃描，圖4-08表示了這兩種掃描方式的差別。黑白電視和彩色電視都用隔行掃描，而計算機顯示圖像時一般都採用非隔行掃描。
YUV4:2:0是什麼意思？
首先是爲什麼要有YUV，而不是RGB，採用YUV色彩空間的重要性是它的亮度信號Y和色度信號U、V是分離的。如果只有Y信號分量而沒有U、V分量，那麼這樣表示的圖像就是黑白灰度圖像。彩色電視採用YUV空間正是爲了用亮度信號Y解決彩色電視機與黑白電視機的兼容問題，使黑白電視機也能接收彩色電視信號。
視頻一般採用YUV(YCbCr)的顏色空間，其原理是人類視覺系統對亮度比彩色更敏感，因此可以把亮度信息從彩色信息分離出來，並使之具有更高的清晰度，而稍微降低彩色信息的清晰度，這樣就可以在人眼未感覺圖像有什麼差異的前提下壓縮帶寬，實現一定的視頻壓縮。例如在壓縮影像中，以4:2:2 Y'CbCr作例，它只需使用比R'G'B'（4:4:4）三分之二的帶寬即可傳輸。
目前主要的採樣格式有YCbCr 4:2:0、YCbCr 4:2:2、YCbCr 4:1:1和 YCbCr 4:4:4。問題是，這些符號到底是什麼意思呢？視頻系統的抽樣系統中通常用一個三分比值表示：J:a:b（例如4:2:2），形容一個以J個像素寬及兩個像素高的概念上區域，有時候會以四分比值表示（例如4:2:2:4）。依序列出爲：
J：水平抽樣參照（概念上區域的寬度）。通常爲4。
a：在J個像素第一行中的色度抽樣數目 (Cr, Cb)。
b：在J個像素第二行中的額外色度抽樣數目 (Cr, Cb)。
· Alpha：水平因子（與首數值有關連）。若沒有此部分者可忽略，或存在時與J相同。
在比較圖像質量時，這三個值之間的比值纔是重要的，所以4:4:4可以簡化爲1:1:1；但是習慣上亮度樣本的數量值總爲4，其他兩個值依此類推。有時抽樣率爲四分比值，如4:2:2:4。這時第四個值是調製通道的抽樣頻率比值。事實上，因爲在調製應用中非常需要高質量圖像，所以這個值在任何情況下都爲4，所以採用J:a:b的表示方式更爲常見。
四種YUV格式區別如下：
YUV 4:4:4抽樣方式：
Y: Y0 Y1 Y2 Y3
U: U0 U1 U2 U3
V: V0 V1 V2 V3
YUV 4:2:2抽樣方式：
Y : Y0 Y1 Y2 Y3
U/V: U0 V1 U2 V3
YUV 4:1:1抽樣方式：
Y : Y0 Y1 Y2 Y3
U/V: U0 V2
YUV 4:2:0抽樣方式：
Y: Y0 Y1 Y2 Y3 ... Yn-1 第一行n個像素
U: U0 U2
Y: Yn Yn+1 Yn+2 Yn+3 ... Y2n-1 第二行n個像素
V: Vn Vn+2
注意：這裏的Vn是U0一起採樣的，都屬於Y0對應像素對應的色度值(CrCb)，不要被這裏的表述所混淆。
從這張圖裏可以很明顯的看到，在表述4:2:0抽樣時之所以將CrCb單獨列出來，原因是對色度信號Cr和Cb是每行交替傳送的，而絕不是"在第一行只採樣一個色度Cr，然後在第二行採樣另一個色度Cb"理解。很明顯，這樣圖比較複雜，一般的書籍將其簡化成了第一張圖的樣子，這反而有時讓我們難以理解。
參考：https://blog.csdn.net/xueyushenzhou/article/details/40817949