由于颜色转换是线性 3x3 矩阵，因此将 RGB 转换为 YUV 并返回。无论如何都需要 Y 以与黑白电视兼容，并且 Y 信号主要由 G 分量组成，然后主要由 R 分量组成，而 B 分量最少，按一定比例。

由于 RGB 信号具有来自相机的全带宽，因此计算出的 Y 也是如此。由于人眼对亮度比对颜色最敏感，因此浪费带宽直接传输 R 或 G 或 B 信号是没有意义的。彩色信号也必须隐藏在黑白传输中。

由于 RGB 到 YUV 是一个线性矩阵，如果你放入 3 个分量，你会得到 3 个分量。由于从 RGB 计算 Y 的系数是已知的，所以另外两个分量是描述另外两个分量 U 和 V 的分量。

U 和 V 分量需要包含其余信息以计算 RGB，并且由于 Y 已经包含大部分 G 分量，因此 U 和 V 应该主要包含 R 和 B 分量，除了已经与 Y 一起发送的 RGB 部分.这就是为什么不使用G分量的原因。由于 Y 计算是使用 RGB 的电阻分压器和模拟放大器完成的，因此您需要最小化电路，并且在 RGB 到 Y 转换器内部已经存在 RGB 分量和加权和 Y，因此最简单的做法是计算RY 和 BY，因为它们会产生比 GY 更大的信号。所以现在 RY 和 BY 是包含最少亮度信息和最多颜色信息的信号。并且由于 Y 需要更高的带宽，而颜色信息不需要，因此可以进一步降低色差信号 RY 和 BY 的带宽，所以'

我将在这里简要说明几点。对模拟彩色电视信号及其设计决策的全面讨论将写满一本书。

引入彩色电视时，广播格式已经很成熟，有 6 MHz 频道，视频 (Y) 信号使用 AM VSB，声音使用 4.5 MHz 的 FM 副载波。他们需要找到一种在不使用任何额外带宽且不与 BW 接收器产生任何不兼容性的情况下向该信号添加颜色信息的方法。

为了实现这一目标，他们做出了两个关键选择：

• 使用 HSB（色相、饱和度、亮度）模型来表示彩色图像
• 将颜色信息编码为相位和幅度调制的子载波

由于现有的 Y 信号与 HSB 模型中的亮度完全等价，这意味着只需要在子载波上编码 H 和 S。他们选择将色调编码为副载波的相位角，将饱和度编码为副载波的幅度。0° 相位参考由插入水平消隐间隔的“色同步”信号给出。

通过仔细挑选所使用的频率¹并通过抑制实际颜色载波本身并仅发送其边带，新的颜色信息被有效地“交织”到现有 Y 信号使用的相同频谱中，而不会为 BW 接收器产生视觉伪影。

最后，回到您的实际问题，BY 和 RY 信号只是表示彩色副载波相位和幅度的一种方式（最常见的方式）——您可以将它们视为真正的“矩形”坐标“极地”信号。它们之所以这样命名，是因为“蓝色”色调被定义为接近 0° 相位（最大正 BY 信号），而“红色”色调被定义为接近 90° 相位（最大正 RY 信号）。“绿色”色调接近 225° 相位，对应于 BY 和 RY 的最大负值。

¹如果您好奇，这里是 NTSC 的详细信息。原始 BW 信号使用 15750 Hz 和 60 Hz 的频率进行水平和垂直扫描。为了最大限度地减少音频副载波泄漏到视频信号中的视觉影响，扫描频率降低了 1.001 倍（分别为 15734.3 Hz 和 59.94 Hz）。这使得音频副载波恰好是水平扫描速率的 286 倍，这使得任何伪影都或多或少地静止在屏幕上。这也将音频副载波置于彩色副载波梳状滤波器的“零”之一。为了实现我所说的频域交错，彩色副载波频率需要是水平扫描速率一半的奇数倍。他们选择了 455/2，这使得彩色副载波频率为 15750/1.001*455/2 = 3.579545 MHz。

您需要 Y (R+G+B) 又名 Luminance，来表示单色信号，既是为了与 B+W 电视兼容，又是因为它是彩色电视信号中最重要的部分，需要最高的带宽。

您需要另外两个信号来传达三个颜色通道……但为什么是 U 和 V 而不是 R 和 B？（不是 G，因为无论如何 Y 大多是 G）

因为，除了图像中色调最亮的颜色外，U 和 V 中的信息比 R 和 B 中的信息少：实际上，对于灰度，色差信号中根本没有信息，而对于柔和的颜色，很少。那么 R 和 B 信号将主要是 G（或 Y）信号的副本，而 U 和 V 是低幅度的（并且对它们叠加在上面的单色 Y 信号造成的损害相对较小）

减少要传输的辅助信息，允许以更少的信号空间进行传输。

实验表明，色差信号的带宽可以降低到大约 0.5 MHz（而 625 行系统中的亮度通道为 5.5 MHz），而不会对图像质量造成太大的损害。

正如其他人详细解释的那样，YCbCr基本上是一种黑白电视的兼容性黑客，结合了一种以低于亮度信息的分辨率发送色度信息以有效利用可用带宽的方法。

其他人没有提到的，我认为你会从中受益的是 Xiph.org 的A Digital Media Primer for Geeks，它在 16:00 开始播放视频（尽管第一次提到你特别关心的内容是在 17 点左右开始的： 23 如果我没记错的话）。

它涵盖了隔行扫描、伽马、YCbCr、二次采样以及您想知道的各种其他内容，以便有效地进行自主学习。