題:
為什麼xvYCC色彩空間沒有被靜態攝影吸收?
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2011-03-26 11:04:09 UTC
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在過去的15年中,sRGB一直是計算機顯示器(以及消費者級打印)的主要標準。隨著寬色域LED背光顯示器的普及,這種情況現在正在改變。通常,攝影師使用半標準的aRGB等顏色空間來使用這些顏色,例如,我的相機可以原生地將JPEG保存在該空間中。替換sRGB。這是IEC 61966-2-4-xvYCC(或出於營銷目的“ x.v.Color”)。該色彩空間的色域比sRGB大1.8倍,覆蓋了人類視覺色彩範圍的90%(而不是我們目前的常用分母所涵蓋的令人鼓舞的50%)。在xvYCC上的 Sony網站上了解更多信息。

但是重要的一點是,這不是理論上的。它是HDMI 1.3標準的一部分,並且具有每種顏色10至16位的色深規範(稱為“深色”)。與aRGB基本上是專業的利基產品不同,它在消費者級別的齒輪中得到了廣泛的支持。

這就是背景。問題是:鑑於這種情況正在廣泛流行,並且我們都可能在未來幾年內擁有能夠支持它的計算機(和電視!)硬件,為什麼將其基本上以 only 視頻內容?相機行業似乎很樂意加入。

Sony非常重視這個想法,並於四年前推出了支持它的攝像機。看在眼前,Playstation 3支持它!為什麼不也將它放在Sony Alpha dSLR中呢?索尼並不孤單-佳能也支持它的攝像機。

當然,如果您要拍攝RAW,則相機內支持並不重要。轉換器軟件人員將必須加入其中—為什麼不為此努力?據我了解,xvYCC是YCbCr的擴展,已在JPEG 文件中使用。但是,當我閱讀文獻時,發現有很多關於更新的MPEG標準的提及,但對於靜止圖像卻一無所知。

為什麼我們不能擁有美好的事物?

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六 答案:
jrista
2011-03-26 13:31:47 UTC
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簡單地說,答案是“它用於靜態攝影!”我會稍作解釋,目前它的使用還很合適。

xvYCC的根源

xvYCC編碼是據我所知,它是對YCC編碼的一種現代改進,或者是Y'CbCr(或略有不同的YCbCr)的長形式。大部分都植根於1930年代CIE制定的L a b *(簡稱“ Lab”)色彩空間。 Lab顏色空間也是Luminance / Chrominance顏色空間,其中顏色的亮度以 L * 值編碼,而顏色的兩個色度軸則以 a *編碼。 b * 值。 a *值編碼沿綠色/品紅色軸的色度的一半,而b *值編碼沿 blue / yellow 軸的色度的另一半。選擇這兩個色軸來模擬並代表人眼的四種顏色原色敏感度,它們也沿紅色/綠色和藍色/黃色對軸分佈(儘管真實的人眼視力涉及雙峰紅色曲線,較小的峰出現在藍色曲線的中間,這實際上意味著人眼對品紅色直接敏感,而不是紅色...因此在實驗室中為綠色/品紅色軸。

YUV編碼

Y'CbCr可能以YUV視頻編碼的形式最為突出。 YUV編碼是專門設計用來減少編碼視頻傳輸的顏色所需的空間量的,那是在帶寬是一種稀缺商品的時代。將顏色信息作為RGB三元組傳輸是浪費的,因為R,G,B三元組對顏色進行編碼時具有相當多的冗餘度:所有三個分量都包括亮度信息和色度信息,並且亮度在所有三個分量上加權。 YUV是Y'CbCr亮度/色度顏色編碼的低帶寬形式,沒有RGB編碼的浪費冗餘。 YUV可能會消耗整個RGB信號帶寬的2/3至1/4的帶寬,具體取決於子採樣格式(此外,它還將完整的細節圖像存儲在不同的亮度通道Y中,這也方便地支持B&W應該清楚地註意到,YCC並不是真正的色彩空間,而是一種對RGB顏色信息進行編碼的方式。我認為比顏色空間更準確的術語是顏色模型,該術語顏色模型可以同時應用於RGB和YUV。

從最初的問題似乎是xvYCC是Y'CbCr編碼的增強形式,它存儲的編碼亮度/色度顏色信息的位數比YUV多。 xvYCC不會以2-4位的交錯集編碼亮度和色度,而是以現代的10位值編碼顏色。

在靜態照片中使用

有趣的是,有一個DSLR相機品牌確實使用了非常相似的功能。佳能近年來在其相機中添加了一種新的RAW格式,稱為sRAW。雖然正常的RAW圖像包含完整傳感器數據的直接拜耳轉儲,但sRAW實際上不是真正的RAW圖像格式。 sRAW格式不包含拜耳數據,它包含從基礎拜耳RGBG像素數據插入的已處理Y'CbCr內容。類似於電視時代,sRAW旨在使用更多原始信號信息來以高精度(14-bpc)但節省空間的圖像格式對亮度和色度數據進行編碼。 sRAW圖像的大小可以是RAW圖像大小的40-60%,並且增益是通過在多個色度對之間進行相似的交錯和共享亮度信息來實現的(類似於RGBG拜耳像素如何共享以生成實際RGB像素的方式) 。)

sRAW的優勢在於,您可以以緊湊的文件格式保持較高的人類感知色彩精度,並更好地利用拜耳傳感器上的RGBG像素(而不是重疊採樣而產生討厭的顏色) sRAW會執行不重疊的色度採樣和重疊/分佈的亮度採樣。)缺點是它不是真正的RAW格式,並且從完整的Bayer傳感器中插值和下採樣了顏色信息。如果您不需要相機的完整RAW分辨率(即,您只打算以8x10或11x16進行打印),那麼sRAW可以帶來真正的好處,因為它可以節省很多空間(比RAW節省多達60%) ),與原始圖像相比,保存速度更快,幀速率更高,並且與全分辨率RAW相比,可以更好地利用傳感器捕獲的色彩信息。

非常有趣且內容豐富-謝謝!但是我仍然感到驚訝的是,到目前為止,唯一的用途就是這種利基用途。
從技術上講,我認為您可以將JPEG視為另一種以YCC兼容方式編碼數據的圖像格式。 JPEG節省空間的部分原因是因為它以亮度/色度格式對RGB數據進行編碼,然後通過有損塊壓縮對數據進行進一步壓縮。儘管特定的xvYCC編碼在靜態攝影中並不常見,但是當您考慮一下時,亮度/色度編碼實際上是最流行的格式。
Anne
2013-05-10 12:28:10 UTC
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xvYCC是編碼顏色數據的一種特別聰明的方法:它使用先前禁止的值組合來表示YCC方案中使用的RGB空間色域之外的顏色,從而濫用了YCC表示。也就是說,某些YCC元組會解碼為R G或B值為負的顏色。以前,這些都是非法的。在xvYCC中,這些是允許的,並且歡迎使用色域比RGB系統更大的顯示,以盡可能地渲染它們。因此,在不改變格式的情況下獲得更多色域確實是一個聰明的,幾乎兼容的技巧。

在靜態攝影中使用它是否有意義?我真的不這麼認為。確實不需要與YCC兼容,那麼為什麼不使用ProPhoto RGB等廣色域空間呢?還是更好,或者,由於對於靜止圖像而言,使用額外的位深度並不昂貴,為什麼不選擇像CIELAB這樣可以覆蓋整個人類感知色域的東西呢?您有足夠的位數,可以對所有這些虛構的顏色進行編碼,而不會花費任何可觀的色彩分辨率。

當然,相機支持的問題有點無關緊要-如果您真的很在意關於顏色,您應該從相機中提取原始檢測器值,然後從這些值開始。即使執行此操作,也仍然會卡在相機可感知的色域中。而且,顏色表示的準確性還取決於相機濾鏡對人體視錐的光譜響應的近似程度-弄錯了,看起來與眼睛相同的顏色與您的相機看起來會有所不同。沒有編碼將解決此問題。實際上,這是我用一台便宜的數碼相機發生的,在這種情況下,它的紅外靈敏度使餘燼看起來呈紫色。即使您濾除紅外光,當連續光譜看起來還不錯時,諸如彩虹,熒光燈或礦物質(也許還有一些染料)之類尖峰光譜的東西也會顯示出這種效果。

Jerry Coffin
2011-03-27 01:17:01 UTC
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您幾乎完全落後了。這不是靜態攝影可以/應該“趕上”視頻的情況-恰恰相反,這是視頻的問題,最終趕上了TIFF(例如)提供了幾十年的能力(大約)

雖然您肯定在20年前沒有看到太多的16位/通道TIFF,但功能已經存在,並且16位/通道( TIFF和其他各種格式)現在相當普遍。同時,我不得不指出大多數人似乎發現8位/通道完全足夠。僅舉一個明顯的例子,JPEG2000支持16位/通道,並且壓縮率比原始JPEG更好-但距離原始JPEG規範的使用還差得遠。

大約在同一時間(實際上, xvYCC正在(大致)趕上TIFF的功能,正在開發openEXR文件格式。它最多支持32位/通道。儘管還沒有廣泛使用,但我希望它會有點像TIFF,並且最終會廣泛使用。

就色彩空間而言,確實如果xvYCC支持的色域比sRGB大,則每個像素的位數更大。再次,但是,ProPhotoRGB(例如)提供了更寬的色域-並且(老實說),是否存在一個比ProPhotoRGB已經提供的更大的色彩空間(是否可以提供大約13%的色彩)的問題還值得商open。在ProPhotoRGB中代表圖像基本上是虛構的-它們超出了大多數人的感知範圍。

xvYCC的優勢在於減少了代表給定質量級別所需/使用的數據量。對於高清視頻(尤其是高清視頻),最小化帶寬至關重要。不過,對於數碼相機而言,帶寬問題要小得多-雖然(例如)我可以在特定大小的CF卡上放兩倍的照片,那肯定會很好,但這不是 em>嚴重的問題。相對而言,很少有人會使用可用的最大容量的CF卡,CF卡的成本也不是典型攝影師預算的很大一部分。還沒有。

編輯:我可能應該再增加一點。在數碼相機廣泛使用之時,LCD開始取代大多數顯示器的CRT,但是消費級LCD顯示器才剛剛開始超過(甚至接近)8位/通道色彩分辨率。當典型的顯示器只能顯示6左右時,不必擔心每通道只有10位或12位。

還有一個小細節,很多人只是普通不在乎。對於他們來說,照片質量屬於通過/不通過標準。大多數人真正要求的是圖片是可以合理識別的。我懷疑人們慢慢地開始期望更好,但是經過多年的沃爾格林一家(或其他任何人)將紅發女兒變成金發碧眼的人(等等),這需要一段時間才能習慣顏色完全可以準確。

編輯:實際上,除了JPEG 2000之外,還有另外一個步驟: JPEG XR。這最多支持32位/通道(浮點)HDR。它還指定了一種文件格式,該格式可以包含所有常用的EXIF / IPTC類型數據,嵌入的顏色配置文件等。與此處的問題相關,該格式包括一個值,該值指定文件應使用xvYCC顏色空間(表A.9中的 TRANSFER_CHARACTERISTICS 語法元素中的 11 ,以防萬一。似乎尚未廣泛使用(至少到目前為止),但它確實支持靜態圖像的xvYCC色彩空間。

謝謝;那絕對是一種看待它的方式。我知道這些文件格式和較寬的色彩空間存在。我想我真正感興趣的是為什麼要在A / V世界中使用更大的色彩深度而不是在消費者級別的攝影中使用“ push_”。
@mattdm:我認為之所以有推動力,是因為它以前不存在。寬色域/高色深可用於靜止圖像攝影至少十年了,據我所知,數碼相機已經支持Adobe RGB(其色域比sRGB寬,儘管它不能完全支持98%的RGB)。實驗室色域)。佳能的sRAW已在其入門級和中級數碼單反相機中使用了至少兩年。我同意傑里...視頻是正在“追趕”的領域。
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2011-03-27 08:36:12 UTC
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因此,經過一些研究後可以回答我自己的問題:

雖然它不是xvYCC,但出於真正的原因(由於JPEG編碼使用的是類似的較早方案),我仍然無法理解。 em>確實在“我們可以擁有美好的事物!”上似乎是一些令人鼓舞的舉措。前面,因為看來至少 Microsoft 關心更寬的色域和更好的靜態照片深度–至少有點。 ,從而推動一種名為 JPEG XR的新文件格式標準(以前稱為Windows Media Photo,然後稱為HD Photo)。這是從“傳統” JPEG向前邁出的有趣一步,它在相同圖像質量下提供了更好的壓縮,並且(在本次討論中)提供了更高的比特深度支持。

JPEG 2000也可以做到這一點,但是它很大程度上是失敗的,可能是因為涉及它所使用的小波壓縮的專利問題,或者是其他原因。重要的一點是:Microsoft現在正在推廣JPEG XR,並將其包含在許多軟件中,包括 Internet Explorer 9。截止到2009年,它已經成為官方真正的國際標準,並且受到Microsoft的“ Community Promise”(社區承諾)的保護,不會以不利於實施的惡意方式實施其專利。因此,這對於將來的使用非常有利。

並且,與此同時,他們也將“每通道更多位”的想法推廣為“ 高色”,(這對我來說很有趣,因為在我看來,這仍然是舊的所有[em> 通道16位視頻卡模式)。作為此過程的一部分,他們有了一個可能荒謬的“中間”色彩空間,稱為scRGB-在此處閱讀有關它的詳細說明-如果需要,JPEG XR支持。由於它的大多數顏色都在人類感知之外的“虛構”區域中,因此它可能不是特別有用的 final 色彩空間。但無論如何,關鍵是,微軟正在將更高位深度的標準集成到Windows操作系統中,而照相技術仍然是其中的一部分。 CNET採訪:“我絕對希望相機的scRGB支持與JPEG XR一起出現。”

但這是在2007年。四年半之後,我們仍然沒有看到支持JPEG XR的相機,更不用說看中了寬色域的深度色彩空間了。但是,也許我只是不耐煩。正如這裡的其他答案所述,支持廣色域的顯示硬件才剛剛可用,最近在世界上最受歡迎的操作系統中提供了支持,並且第一個支持該瀏覽器的Web瀏覽器已於本月 發布。隨著這一趨勢的發展,並有望最終被 Chrome Firefox所採用,圖像處理程序(包括RAW轉換器)將獲得支持,並且相機的實際直接輸出將隨之而來。

否則整個事情都會失敗。時間會證明一切。 :)

JPEG XR的一個好特徵是它在計算上便宜,因此例如實現相機內編碼將是可行的。 JPEG 2000成本很高。這當然是一個因素,儘管也許隨著計算能力的前進並不是那麼重要。
John Cavan
2011-03-26 17:22:57 UTC
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我將在喬恩(Jon)的周圍添加一些註釋...

  1. 僅在談論JPEG時,顏色空間才在相機環境中有意義,因為對於Raw圖像,顏色空間是“開發”階段的選擇。某些相機(某些相機為Pentax半專業相機)允許為JPEG開發選擇sRGB或aRGB,因此也許它們可以添加第三個(對於ProPhoto,則為第四個)。然後,對於大多數專業人士而言,他們將為所需的輸出介質在所需的色彩空間中提取圖像。

  2. 觀眾(和/或設備)還必須意識到色彩空間並能夠處理它。雖然廣色域監視器變得越來越普遍,但它們仍可能是少數,並且要趕上一段時間。哎呀,我知道很多人仍然將舊的CRT顯示器連接到其他不錯的計算機上。

  3. ol>
我想再次強調一點,xvYCC並不是“色彩空間”,它最多是一種真正的RGB顏色信息的編碼格式。它支持更廣的色域,不是因為它具有色彩空間,而是因為它使用更多的信息位來存儲顏色信息,並以更接近人類感知亮度和顏色的方式存儲它們。
IEC標準特別聲明@jrista,為“視頻應用的擴展色域YCC色彩空間-xvYCC”,這強烈暗示著它實際上是色彩空間。閱讀了YCC的內容後,我知道您來自哪裡,不想花100美元來閱讀我不確定的標準,但是我目前的假設是它指定了_both_的一種擴展方式YCC中的顏色信息,以及實際更寬的RGB顏色空間。
我將不得不更深入地閱讀規範。我不確定xv代表什麼,所以也許實際上是指某種廣色域色彩空間。儘管YCC即使使用更多的位,但也可以肯定不是“色域”,而只是“編碼”。這就像說RGB是一個色彩空間...不是,它只是一種編碼色彩數據的方式。 “色彩空間”通過一組原色映射,伽瑪鍵,白點和黑點以及一些曲線來定義每種顏色的亮度和色度值。
我猜“ xv”是“擴展值”,但可能僅表示“聽起來很酷”。
Rob
2017-09-18 03:35:23 UTC
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xvYCC色彩空間可能不會被靜態攝影吸收,因為已經開發了新標準,這是對舊標準的改進,並且沒有製造商願意投資在其被“第二件事。他們從VHS與Beta中學到了。

高效圖像格式(HEIF)(MPEG-H第12部分)是一種文件格式,用於指定結構格式,從中可以導出特定於編解碼器的圖像格式。

HEIF還包括用於封裝符合高效視頻編碼的圖像和圖像序列的規範(HEVC,ISO / IEC 23008-2 | ITU-T H.265建議書或MPEG-H第2部分)

在Apple的WWDC 2017主題視頻中提到: https://youtu.be/oaqHdULqet0?t=58m49s

Apple的iPhone 7和較新的對象將拍攝的照片保存為JPEG或HEIF格式。使用HEIF可以提供原始的攝像機到存儲到顯示的解決方案-完整的基礎結構,而不會丟失或從輸入到輸出的轉換(當使用未經壓縮的HEIF時)。

並不是說它們完全支持所有功能(例如MPEG)很少得到“完全支持”),或者對於其他任何人來說,這樣做都不容易,只是他們似乎首先提供了完整的圖像解決方案(對於視頻,我們擁有HEVC H.264,H .265以及最近幾年的HikVision的H.265 +版本。)。

如果您知道其他支持HEIF的攝像機,請發表評論或編輯,謝謝。

在以下位置記錄圖像和視頻的攝像機動態範圍特別大(傳感器的每種顏色超過16位)通常不處理數據(創建壓縮文件),而是直接輸出原始數據,例如: http://www.jai.com/ zh_ / products / at-200ge-相機輸出每像素24到30位或 http://www.jai.com/en/products/at-140cl-相機輸出每pi 24至36位xel。

如果您無休止地搜索或願意付錢給專業相機供應商來製作您想要的東西,則有可能獲得CIE 1931色彩空間相機(可能還有其他色彩空間),您可能會自己寫該軟件可以將您的色彩空間轉換為其他程序使用的色彩空間。

這裡是Quest Innovations的Condor3 CIE 1931攝像機的鏈接: http://www.quest-innovations.com/cameras/C3-CIE-285-USB。 / p>

具有3、4、5或6個傳感器的相機可以將頻譜分成較小的部分,並提供每個通道更多的位,從而更精確地解析出準確的顏色和強度: http://www.optec。 eu / en / telecamere_multicanale / telecamere_multicanale.asp


Prism for a 3 Channel Camera 3CCD或3MOS

Prism for a 4 Channel Camera 4CCD或4MOS

Prism for a 5 Channel Camera 5CCD或5MOS


參考文獻:

https ://developer.apple.com/videos/play/wwdc2017/503/

https://nokiatech.github.io/heif/technical.html

https://en.wikipedia.org/wiki/High_Efficiency_Image_File_Format



該問答將自動從英語翻譯而來。原始內容可在stackexchange上找到,我們感謝它分發的cc by-sa 2.0許可。
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