OpenCV cvtColor RGB 轉 YUV 顯示異常原因與正確檢視方法

現象描述

使用 `cv::cvtColor(src, dst, cv::COLOR_BGR2YUV)` 轉換後，呼叫 `cv::imshow` 顯示圖片顏色嚴重失真（呈現藍綠異常色調）。

根本原因

`cv::imshow` 內部假設輸入為 BGR 彩色空間直接送顯示管線。它不支援直接顯示 YUV、HSV、Lab 等非 BGR 格式。將 YUV 矩陣當作 BGR 解讀，導致色彩通道錯位：

• Y (亮度) → 被當作 B (藍色通道)
• U (藍色差) → 被當作 G (綠色通道)
• V (紅色差) → 被當作 R (紅色通道)

正確檢視 YUV 圖像的方法

方案一：轉回 BGR 後顯示（推薦）

cv::Mat yuv, bgr;
cv::cvtColor(src, yuv, cv::COLOR_BGR2YUV);
// 處理 YUV...
cv::cvtColor(yuv, bgr, cv::COLOR_YUV2BGR); // 轉回 BGR
cv::imshow("YUV 處理結果", bgr); // 正確顯示

方案二：分離通道單獨顯示

std::vector channels;
cv::split(yuv, channels);
// channels[0] = Y (亮度，灰階圖)
// channels[1] = U (藍色差)
// channels[2] = V (紅色差)
cv::imshow("Y 通道", channels[0]);
cv::imshow("U 通道", channels[1]);
cv::imshow("V 通道", channels[2]);

方案三：偽彩色映射增強可視化

cv::Mat yuv, yChannel;
cv::cvtColor(src, yuv, cv::COLOR_BGR2YUV);
cv::split(yuv, channels);
cv::applyColorMap(channels[0], yChannel, cv::COLORMAP_JET); // 亮度熱力圖
cv::imshow("Y 偽彩色", yChannel);

YUV 色彩空間補充知識

常見轉換代碼對照

// OpenCV 4.x 色彩轉換代碼
cv::COLOR_BGR2YUV     // BGR → YUV (BT.601)
cv::COLOR_BGR2YUV_I420 // BGR → YUV420P (平面格式)
cv::COLOR_YUV2BGR     // YUV → BGR
cv::COLOR_YUV2BGR_I420 // YUV420P → BGR

最佳實踐

處理 YUV 圖像時，永遠記得轉回 BGR 才能正確顯示。若需儲存 YUV 檔案，使用 `cv::imwrite` 搭配 `.yuv` 副檔名或手動寫入二進位檔。