概述

圖像疊加與音頻疊加（混音）不同，人耳可以同時聽到兩種聲音，因此混音時需要將兩種信號都保留；但視頻不同，圖像一旦疊加，那么疊加區域人眼就只能看到最上層的圖像。本文僅闡述對原始圖像數據做修改的疊加方式，不涉及多個plane實現顯示級別的圖像疊加的知識。因此本文所述的圖像疊加基本原理就是：頂層圖像的像素直接替換掉底層圖像的像素，從而新的圖像會顯示出疊加效果。

本文針對NV12像素格式圖像的疊加（兩張圖片均為NV12格式），如果想擴展疊加其他圖片，則需先將其他圖片轉為NV12，然后再進行疊加。如下提供bmp格式的頂圖轉換路徑：

頂圖（bmp） —> RGB24 —> NV12 —> 執行疊加操作

NV12格式闡述

nv12像素的存儲格式可參考：https://blog.csdn.net/lyy901135/article/details/97934892
如下紅框地方則為需要替換的區域，只要將如下兩個紅框內的值替換為對應“頂圖”的值就完成了圖像的疊加。那么首先就要確認兩個紅框內的每個像素的位置和紅框的大小。

• Y數據內的紅框
  頂圖的寬高為144x48，根據NV12的像素組織特點可知，（x,y）對應的紅框大小也為144x48，此處的(x,y)對應代碼中的(pos_x, pos_y)。代碼中rect_y表示Y數據中矩形框起始地址，
  rect_y = 底圖基址（對應坐標原點） + w*y + x，對應代碼rect_y = param->bm_buff + param->pos_y * param->bm_w + param->pos_x;
  矩形框內每個像素點的位置關系：

  /* i 遍歷行，j遍歷列, w=1920, h=1080*/ for (i=0; i < 48; i++) {/* i 行對應的基址 */rect_tmp_y = rect_y + i*w;for (j=0; j < 144; j++) {Y(x+j, y+i) = rect_tmp_y + j;} }

• UV數據內的紅框
  頂圖的寬高為144x48，根據NV12的像素組織特點可知，（x’,y’）對應的紅框大小則為144x24（每兩行Y對應一行UV，所以高度減半：48 -> 24）。代碼中rect_u表示UV數據中矩形框起始地址，
  rect_u = 底圖基址（對應坐標原點）+ wh + yw/2 + x，對應代碼rect_u = param->bm_buff + param->bm_w * param->bm_h + param->pos_y * param->bm_w / 2 + param->pos_x; 正是由于每兩行Y才對應一行UV數據的特性，因此再計算偏移時累加的是w的一半，對應上述公式中+ y*w/2。
  矩形框內每個像素點的位置關系：

  /* i 遍歷行，j遍歷列, w=1920, h=1080*/ for (i=0; i < 48; i++) {/* i 行對應的uv基址，每兩行才更新一次uv基址 */if (i % 2 == 0) {rect_tmp_u = rect_u + i * param->bm_w / 2;rect_tmp_v = rect_tmp_u + 1;}/* 每兩行Y對應一行UV，Y的偶數行對應UV行的U數據，并且U還要求在偶數列位置才取值；* Y的奇數行對應UV行的V數據，并且V還要求在奇數列才取值。 */for (j=0; j < 144; j++) {if ((i % 2 == 0) && (j % 2 == 0)) {/* U(x+j, y+i)的位置， 偶數行，偶數列 */rect_tmp_u += 2;} else if ((i % 2 == 1) && (j % 2 == 1)) {/* V(x+j, y+i)的位置， 奇數行，奇數列 */rect_tmp_v += 2;}} }

代碼

/** author: francis.fan@rock-chip.com* date: 2019-8-2*/typedef struct _overlayParam {unsigned char *bm_buff; //base map buffint bm_w; //base map widthint bm_h; //base map heightunsigned char *top_buff; //top overlay buffint top_w;int top_h;int pos_x; //position x [0, bm_w-top_w]int pos_y; }overlayParam;void dump_overlayparam(overlayParam *param) {printf("=== overlayParam ===\n");printf("\tbm_buff:%p\n", param->bm_buff);printf("\tbm_w:%d\n", param->bm_w);printf("\tbm_h:%d\n\n", param->bm_h);printf("\ttop_buff:%p\n", param->top_buff);printf("\ttop_w:%d\n", param->top_w);printf("\ttop_h:%d\n\n", param->top_h);printf("\tpos_x:%d\n", param->pos_x);printf("\tpos_y:%d\n", param->pos_y); }/* 功能：nv12圖像疊加 */ int pixel_format_nv12_overlay(overlayParam *param) {unsigned char *rect_y = NULL;unsigned char *rect_u = NULL;unsigned char *rect_v = NULL;unsigned char *rect_tmp_y = NULL;unsigned char *rect_tmp_u = NULL;unsigned char *rect_tmp_v = NULL;unsigned char *top_y = NULL;unsigned char *top_u = NULL;unsigned char *top_v = NULL;int i, j;dump_overlayparam(param);if (!param || !(param->bm_buff) || !(param->top_buff) ||((param->bm_w * param->bm_h) <= 0) || ((param->top_w * param->top_h) <= 0) ||(param->pos_x < 0) || (param->pos_y < 0)) {printf("ERROR: %s input args invalid!\n", __func__);return -EINVAL;}/* Position align */param->pos_x = (param->pos_x / 2) * 2;param->pos_y = (param->pos_y / 2) * 2;if (((param->pos_x + param->top_w) >= param->bm_w) ||(((param->pos_y + param->top_h) >= param->bm_h))) {printf("ERROR: %s overlay img size invalid!\n", __func__);return -EINVAL;}/** 以(pos_x, pos_y)為起始點分別向右（ｘ軸）和向下（ｙ軸）畫一個矩形框（圖片左上角為原點），* 矩形框的款高就是頂圖的寬高。該矩形框便是需要替換成頂圖的區域。*/rect_y = param->bm_buff + param->pos_y * param->bm_w + param->pos_x;rect_u = param->bm_buff + param->bm_w * param->bm_h + param->pos_y * param->bm_w / 2 + param->pos_x;rect_v = rect_u + 1;top_y = param->top_buff;top_u = param->top_buff + param->top_w * param->top_h;top_v = top_u + 1;for (i = 0; i < param->top_h; i++) {rect_tmp_y = rect_y + i * param->bm_w;if (i % 2 == 0) {rect_tmp_u = rect_u + i * param->bm_w / 2;rect_tmp_v = rect_tmp_u + 1;}for (j = 0; j < param->top_w; j++) {/* Replace y value */*(rect_tmp_y + j) = *(top_y + i * param->top_w + j);if ((i % 2 == 0) && (j % 2 == 0)) {*rect_tmp_u = *top_u;top_u += 2;rect_tmp_u += 2;} else if ((i % 2 == 1) && (j % 2 == 1)) {*rect_tmp_v = *top_v;top_v += 2;rect_tmp_v += 2;}}}return 0; }

工程

工程地址（包含Makefile和測試使用的NV12圖片）：
https://download.csdn.net/download/lyy901135/11467723

運行命令：./nv12_add_nv12 images/base_map.nv12 images/top.nv12 images/output.nv12

查看頂圖命令：ffplay -s 144x48 -f rawvideo -pixel_format nv12 images/top.nv12

查看疊加后底圖命令：ffplay -s 1920x1080 -f rawvideo -pixel_format nv12 images/output.nv12

總結

以上是生活随笔為你收集整理的NV12图像格式叠加（水印原理演示）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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