NV12等常用YUV數據格式

• 1. YUV 采樣表示法
• 2. YUV 格式
• 3. 數據格式
• • 3.1 4:4:4 格式
  • 3.2 4:2:2 格式
  • 3.3 4:2:0 格式
• 4. YUV數據轉換
• 5. NV12轉RGB

Reference:

YUV數據格式

圖解YU12、I420、YV12、NV12、NV21、YUV420P、YUV420SP、YUV422P、YUV444P的區(qū)別

與 RGB 編碼方法類似，YUV 也是一種顏色編碼方法。其中“Y”表示明亮度(Luminance 或 Luma)，也就是灰階值，U 和 V 表示的則是色度(Chrominance 或 Chroma)，分別用 $C_r$ 和 $C_b$ 來表示，作用是描述影像色彩及飽和度，用于指定像素的顏色。

這樣分開的好處;

可以避免相互干擾(沒有 UV 信息一樣可以顯示完整的圖像，因而解決了彩色電視與黑白電視的兼容問題);

降低色度的采樣率而不會對圖像質量影響太大，降低了視屏是`信號傳輸時對頻寬(帶寬)的要求。

YUV 是一個比較籠統(tǒng)地說法，針對它的具體排列方式，可以分為很多種具體的格式。

1. YUV 采樣表示法

YUV 采用 A:B:C 表示法來描述 $Y$, $U$, $V$ 采樣頻率比例，下圖中黑點表示采樣像素點 $Y$ 分量，空心圓表示采樣像素點的 $UV$ 分量。

• 4:4:4 表示色度頻道沒有下采樣，即一個 $Y$ 分量對應著一個 $U$ 分量和一個 $V$ 分量。一個 YUV 占 8+8+8=24bits 3個字節(jié)；
• 4:2:2 表示 2:1 的水平取樣，垂直完全采樣。一個 YUV 占 8+4+4=16bits 2個字節(jié)；
• 4:2:0 表示 2:1 的水平取樣，垂直 2:1 采樣。一個 YUV 占 8+2+2=12bits 1.5個字節(jié)；
• 4:1:1 表示 4:1 的水平取樣，垂直完全采樣。 與其他格式相比，4:1:1 采樣不太常用。

2. YUV 格式

打包格式(packed formats): 打包格式中的 YUV 時混合在一起的。

平面格式(planar formats): 每 $Y$ 分量、$U$ 分量和 $V$ 分量都是以獨立的平面組織的，也就是有三個平面。

3. 數據格式

3.1 4:4:4 格式

AYUV：這是一個打包格式，其中每個像素都被編碼為四個連續(xù)字節(jié)，其組織順序如下所示，其中 $A$ 標示了alpha通道。

3.2 4:2:2 格式

YUY2：在 YUY2 格式中，數據可被視為一個不帶正負號的 char 值組成的數組，其中第一個字節(jié)存儲第一個 $Y$ 樣例，第二個字節(jié)存儲第一個 $U(C_b)$ 樣例，第三個字節(jié)存儲第二個 $Y$ 樣例，第四個字節(jié)存儲第一個 $V(C_r)$ 樣例，如下圖：

UYVY：此格式與 YUY2 相同，只是字節(jié)順序是與之相反的。

3.3 4:2:0 格式

IMC1：所有 $Y$ 樣例都會作為不帶正負號的 char 值組成的數組首先存儲在內存中。后面跟著存儲所有 $V(C_r)$ 樣例，然后是所有 $U(C_b)$ 樣例。$V$ 和 $U$ 平面與 $Y$ 平面具有相同的跨距(即存儲數組的寬度)，從而遺留了如下圖所示的未使用的內存區(qū)域。

IMC3：此格式與 IMC1 相同，只是 $U$ 和 $V$ 平面進行了交換：

IMC2：此格式與 IMC1 相同，只是 $V(C_r)$ 和 $U(C_b)$ 行在半跨距邊界處進行了交錯。換句話說，就是色度區(qū)域中的每個完整跨距行都以一行 $V$ 樣例開始，然后是一行在下一個半跨距邊界處開始的 $U$ 樣例：

此布局與 IMC1 相比，IMC2 能夠更加高效地利用存儲空間。它的色度存儲空間縮小了一半，因此整體存儲空間縮小了 25%。在各個 4:2:0 格式中，IMC2 是第二首選格式，排在 NV12 之后。

IMC4：此格式與 IMC2 相同，只是 $U(C_b)$ 和 $V(C_r)$ 行進行了交換：

NV12: 所有 $Y$ 樣例都會作為由不帶正負號的 char 值組成的數組首先存儲在內存中，并且行數為偶數。$Y$ 平面后面緊接著一個由不帶正負號的 char 值組成的數組，其中包含了打包的 $U(C_b)$ 和 $V(C_r)$ 樣例。

NV21: NV21 格式和 NV12 存儲格式基本相同，只是 $UV$ 存儲位置互換。

YU12: 也叫做 I420 格式，首先是所有 $Y$，然后是所有 $U$，最后是所有 $V$。
也就是為什么 $U$ 和 $V$ 看到的是四幅圖像(如圖中U1、U2、U3 和 U4、U5、U6相比在Y上是上下兩行，而不是同一行，所以可以看到兩張)：

YV12: YV12 格式與 YU12 基本相同，首先是所有 $Y$ 值，然后是所有 $V$ 值，最后是所有 $U$ 值。

4. YUV數據轉換

4:2:2 -> 4:2:0 的有損壓縮轉換：$Y$ 存儲數據不變，對 $U$ 和 $V$ 分量在行垂直下采樣進行隔行抽樣。

4:2:0 -> 4:2:2的補足轉換：$Y$ 存儲數據不變，對 $U$ 和 $V$ 分量在行垂直下采樣進行隔行拷貝補足下一行色度數據。

5. NV12轉RGB

r = y + (140 * (v-128))/100; //r g = y - (34 * (u-128))/100 - (71 * (v-128))/100; //g b = y + (177 * (u-128))/100; //b

總結

以上是生活随笔為你收集整理的NV12等常用YUV数据格式的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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