音视频技术基础（五）-- LUT图

上一篇文章给大家介绍了一些openGL的知识点，今天继续给大家介绍一个关于图像的知识，LUT图

简介

LUT指显示查找表（Look-Up-Table)，本质上就是一个RAM。它把数据事先写入RAM后，每当输入一个信号就等于输入一个地址进行查表，找出地址对应的内容，然后输出。（来自百度百科）

其实通俗点来讲，就是事先有一套输出规则，然后将数据导入，根据规则输出修正之后的数据。

从图像上来说，其实就是达成了滤镜效果，下面我就来讲讲实现的大概过程。

实现过程

大家都知道，图像是由众多像素点组成的，每个像素点都有对应的R、G、B值，而LUT图就是通过查找并匹配规则替换掉对应的R、G、B值，达到修改原图亮度、饱和度的目的。

效果

比如LOG格式的视频，这个格式的视频画面对比度和饱和度都比较低，看上去就是灰蒙蒙的感觉。

LOG视频截图

借助标准LUT图进行色彩转换，就可以把图像转成整标准色彩的图像了。

LUT图转换后的标准图

色彩转换

LUT图转换过程如下图所示：

LUT图转换过程

LUT图是一张512×512大小的图片，分为64个8×8的小区域，每个小区域对应一个B值(0~255，间隔4)，小区域内的每个像素点对应一组R和G值(0~255，间隔为4)。

使用时，获取原图某个像素点的值，通过颜色查找，替换为对应的滤镜颜色值。

查找方式

从查找方式上LUT可以分为1D LUT和3D LUT。

我们用公式的形式看看他们的区别，先设置Ri、Gi、Bi三个为输入值，Ro、Go、Bo为输出值，LUT标准的转换方法为FuncLUT。

1.1D LUT公式

Ro = FuncLUT(Ri)

Go = FuncLUT(Gi)

Bo = FuncLUT(Bi)

从公式可以看出，各个数值之间是独立的。

2.3D LUT公式

Ro = FuncLUT(Ri, Gi, Bi)

Go = FuncLUT(Ri, Gi, Bi)

Bo = FuncLUT(Ri, Gi, Bi)

在3D LUT中，数值之间是会互相音响的。

从公式对比中我们可以看出来，如果在色深为10位的系统中，1D LUT的数据量大概是3*2^10bit ，3D LUT就是(3*2^10)^3bit。

由此可以看出3D LUT的数据量比1D LUT多了一个指数级，所以3D LUT的精度比1D LUT高了很多，因为3D LUT 的数据量太大，所以是通过列举节点的方式进行数据存储。

使用LUT

目前用的比较多的还是3D LUT，毕竟精度更高，可以进行更多的色彩操作。

像在很多视频创作软件和图片处理软件里面都有TUL功能。

比较出名的就有达芬奇调色（DaVinci Resolve Studio）。

自带的创意类LUT

在Adobe PhotoShop中也有使用

现在很多的音视频技术中，处理滤镜的方式都有用到LUT。

总结

这篇文章主要是给大家介绍一些LUT这个概念，大家熟悉一下就好，明白其中的一些实现过程，如果大家感兴趣的话，可以深入了解一下。如果有碰到比较好的文章，也请给我推荐一下。