YUV数据格式

YUV数据格式YUV 颜色编码方法 yuv 格式

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认识YUV格式

YUV是一种颜色编码方法,指将亮度参数Y和色度参数UV分开进行表示的像素编码格式。分开可以避免互相干扰,没有UV信息一样可以表示完整的图像。解决彩色电视和黑白电视兼容问题,降低色度的采样率而不会对图像质量造成太大影响,降低了视频信号对频宽的影响。

YUV是一种颜色编码方法, 与RGB(红 – 绿 – 蓝)不同。

  • Y表示亮度分量,也叫灰阶值:如果只显示Y,图片会是一张黑白照
  • U(Cb)表示色度分量:是照片蓝色部分去掉亮度
  • V(Cr)表示色度分量:是照片红色部分去掉亮度

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YUV格式有两大格式

packed打包格式:将每个Y,U,V分量交叉排列,并以像素点为单元连续地存储在同一数组中,几个相邻的像素组成一个宏像素。每个像素点的Y,U,V是连续交错存储的。

  YUV444 packed格式

Y_{0 0} U_{0 0} V_{0 0} Y_{0 1} U_{0 1} V_{0 1} Y_{02} U_{02} V_{02} Y_{03} U_{03} V_{03}
Y_{1 0} U_{1 0} V_{1 0} Y_{1 1} U_{1 1} V_{11} Y_{12} U_{1 2} V_{12} Y_{13} U_{1 3} V_{13}
Y_{2 0} U_{2 0} V_{3 0} Y_{2 1} U_{2 1} V_{21} Y_{22} U_{2 2} V_{22} Y_{23} U_{2 3} V_{23}
Y_{30} U_{3 0} V_{3 0} Y_{31} U_{31} V_{3 1} Y_{32} U_{32} V_{3 2} Y_{33} U_{33} V_{3 3}

planar平面格式:使用三个数组分开连续地存储Y,U,V三个分量,即Y,U,V分别放在各自的数组中。 先连续存储所有像素点的Y,紧接着存储所有像素点的U,随后是所有像素点的V。

  YUV444 planar格式

Y_{0 0} Y_{0 1} Y_{0 2} Y_{0 3} Y_{10} Y_{11} Y_{12} Y_{13}
Y_{20} Y_{21 } Y_{22} Y_{23} Y_{30} Y_{31} Y_{32} Y_{33}
U_{0 0} U_{0 1} U_{02} U_{03} U_{1 0} U_{1 1} U_{1 2} U_{1 3}
U_{2 0} U_{2 1} U_{2 2} U_{2 3} U_{3 0} U_{31} U_{32} U_{33}
V_{0 0} V_{0 1} V_{02} V_{03} V_{1 0} V_{11} V_{12} V_{13}
V_{2 0} V_{2 1} V_{22} V_{23} V_{3 0} V_{3 1} V_{3 2} V_{3 3}

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YUV采样格式

由于人眼对 Y 的敏感度远超于对 U 和 V 的敏感,所以有时候可以多个 Y 分量共用一组 UV,这样既可以极大得节省空间,又可以不太损失质量。这三种格式就是按照人眼的特性制定的。

YUV常见三种采样频率

YUV 4:4:4采样,每一个Y对应一组UV分量
YUV 4:2:2采样,每两个Y共用一组UV分量
YUV 4:2:0采样,每四个Y共用一组UV分量

YUV采用A:B:C表示法来描述Y,U,V采样频率比例,黑点表示采样像素点的Y分量,空心圆表示采样像素点的UV分量

YUV数据格式

YUV YUV
YUV YUV

YUV444格式  各采样分量在扫面每个像素点时,都不会降低采样率,因为YUV模式的每个分量都是存储在一个字节(8bit)中的,所以YUV4:4:4格式需要4*8 + 4*8 + 4*8 = 96位,因此,每个像素深度为24位。

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 YUV422采样:                                                      

 YU  YV
YU YV

YUV4:2:2格式  水平方向Y分量与UV分量2:1采样,垂直方向不降低采样率,水平方向Y分量与UV分量2:1采样,垂直方向不降低采样率,需要4*8 + 2*8 + 2*8 = 64位,每个像素深度为16位。

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YUV420采样:

一种用于MPEG-1标准:

 YU  Y
Y YV

一种是MPEG-2标准:

 YU  Y
YV Y

YUV4:2:0格式需要4*8 + 8 + 8 = 48位,每个像素深度为12位。

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YUV数据存储格式

在打包格式中,Y,U和V组件存储在单个数组中,YUV三个分量是顺序交错存储。 像素被组织成宏像素组,其布局取决于采样格式。

在平面格式中,Y,U和V分量存储在三个不同的平面(数组)中。YUV三个分量被分开存储在三个不同的数组中。

1. YUVY 格式 (属于YUV422)

YUV数据格式

YUYV为YUV422采样的存储格式中的一种,相邻的两个Y共用其相邻的两个Cb、Cr,分析,对于像素点Y’00、Y’01 而言,其Cb、Cr的值均为 Cb00、Cr00

YUV数据格式

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2.UYVY 格式 (属于YUV422)

YUV数据格式

UYVY格式也是YUV422采样的存储格式中的一种,只不过与YUYV不同的是UV的排列顺序不一样而已。存储方式都是打包格式,其中每个宏像素是两个像素,编码为四个连续字节。

YUV数据格式

在这里插入图片描述

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3.YUV420格式

因为YUV420比较常用, 在这里就重点介绍YUV420。YUV420分为两种:YUV420p和YUV420sp。

YUV数据格式

I420:又叫YU12,安卓的模式。存储顺序是先存Y,再存U,最后存V。YYYYUUUVVV

YV12:存储顺序是先存Y,再存V,最后存U。YYYVVVUUU

YUV420sp:又叫bi-planer或two-planer双平面,Y一个平面,UV在同一个平面交叉存储。

NV12:IOS只有这一种模式。存储顺序是先存Y,再UV交替存储。YYYYUVUVUV

NV21:安卓的模式。存储顺序是先存Y,再存U,再VU交替存储。YYYYVUVUVU

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