YUV格式解析

YUV

YUV是被欧洲电视系统所采用的一种颜色编码方法(属于PAL),是PAL和SECAM模拟彩色电视制式采用的颜色空间。在现代彩色电视系统中,通常采用三管彩色摄影机或彩色CCD摄影机进行取像,然后把取得的彩色图像信号经分色、分别放大校正后得到RGB,再经过矩阵变换电路得到亮度信号Y和两个色差信号B-Y(即U)、R-Y(即V),最后发送端将亮度和色差三个信号分别进行编码,用同一信道发送出去。这种色彩的表示方法就是所谓的YUV色彩空间表示。采用YUV色彩空间的重要性是它的亮度信号Y和色度信号U、V是分离的。
YUV,分为三个分量,“Y”表示明亮度(Luminance或Luma),也就是灰度值;而“U”和“V” 表示的则是色度(Chrominance或Chroma),作用是描述影像色彩及饱和度,用于指定像素的颜色。

采样格式

主要的采样格式有YCbCr 4:2:0、YCbCr 4:2:2、YCbCr 4:1:1和 YCbCr 4:4:4。
422水平方向上的UV分量减半了,而420则是水平垂直方向都会减半。
4:1:1的色度抽样,是在水平方向上对色度进行4:1抽样。低端用户和消费类产品这仍然是可以接受的,适用于低端用户。

4:2:0并不意味着只有Y,Cb而没有Cr分量。它指得是对每行扫描线来说,只有一种色度分量以2:1的抽样率存储。相邻的扫描行存储不同的色度分量,也就是说,如果一行是4:2:0的话,下一行就是4:0:2,再下一行是4:2:0…以此类推。对每个色度分量来说,水平方向和竖直方向的抽样率都是2:1,所以可以说色度的抽样率是4:1。对非压缩的8比特量化的视频来说,每个由2x2个2行2列相邻的像素组成的宏像素需要占用6字节内存。
下面八个像素为:[Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3]
[Y5 U5 V5] [Y6 U6 V6] [Y7U7 V7] [Y8 U8 V8]
存放的码流为:Y0 U0 Y1 Y2 U2 Y3
Y5 V5 Y6 Y7 V7 Y8
映射出的像素点为:[Y0 U0 V5] [Y1 U0 V5] [Y2 U2 V7] [Y3 U2 V7]
[Y5 U0 V5] [Y6 U0 V5] [Y7U2 V7] [Y8 U2 V7]

YUV格式解析_第1张图片

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。 

格式

YUV格式通常有两大类:打包(packed)格式和平面(planar)格式。
对于planar的YUV格式,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。
对于packed的YUV格式,每个像素点的Y,U,V是连续交*存储的。

4:2:0 采样有两种常见的变化形式。其中一种形式用于 MPEG-2 视频,另一种形式用于 MPEG-1 以及 ITU-T recommendations H.261 和 H.263。H264支持4:2:0的连续或隔行视频的编码和解码。4:2:0 用途较大故主要介绍。

YUV422P(属于YUV422)
YUV422P也属于YUV422的一种,它是一种Plane模式,即平面模式,并不是将YUV数据交错存储,而是先存放所有的Y分量,然后存储所有的U(Cb)分量,最后存储所有的V(Cr)分量,如上图所示。其每一个像素点的YUV值提取方法也是遵循YUV422格式的最基本提取方法,即两个Y共用一个UV。比如,对于像素点Y’00、Y’01 而言,其Cb、Cr的值均为 Cb00、Cr00。

YV12,YU12格式(属于YUV420)

YU12和YV12属于YUV420格式,也是一种Plane模式,将Y、U、V分量分别打包,依次存储。其每一个像素点的YUV数据提取遵循YUV420格式的提取方式,即4个Y分量共用一组UV。注意,上图中,Y’00、Y’01、Y’10、Y’11共用Cr00、Cb00,其他依次类推。

NV12、NV21(属于YUV420)

NV12和NV21属于YUV420格式,是一种two-plane模式,即Y和UV分为两个Plane,但是UV(CbCr)为交错存储,而不是分为三个plane。其提取方式与上一种类似,即Y’00、Y’01、Y’10、Y’11共用Cr00、Cb00

YUV420 planar数据, 以720×488大小图象YUV420 planar为例,

其存储格式是: 共大小为(720×480×3>>1)字节,

分为三个部分:Y,U和V

Y分量: (720×480)个字节

U(Cb)分量:(720×480>>2)个字节

V(Cr)分量:(720×480>>2)个字节

三个部分内部均是行优先存储,三个部分之间是Y,U,V 顺序存储。

即YUV数据的0--720×480字节是Y分量值,

720×480--720×480×5/4字节是U分量

720×480×5/4 --720×480×3/2字节是V分量。

假设一个分辨率为8X4的YUV图像,它们的格式如下图:

            YUV420sp格式如下图        

YUV格式解析_第2张图片

     YUV420p数据格式如下图

YUV格式解析_第3张图片

yuv420p 和 YUV420的区别 在存储格式上有区别
yuv420p:yyyyyyyy uuuuuuuu vvvvv yuv420: yuv yuv yuv

 YUV420P,Y,U,V三个分量都是平面格式,分为I420和YV12。I420格式和YV12格式的不同处在U平面和V平面的位置不同。在I420格式中,U平面紧跟在Y平面之后,然后才是V平面(即:YUV);但YV12则是相反(即:YVU)。

YUV420SP, Y分量平面格式,UV打包格式, 即NV12。 NV12与NV21类似,U 和 V 交错排列,不同在于UV顺序。
I420: YYYYYYYY UU VV =>YUV420P
YV12: YYYYYYYY VV UU =>YUV420P
NV12: YYYYYYYY UVUV =>YUV420SP
NV21: YYYYYYYY VUVU =>YUV420SP



//旋转90度的算法:

public static void rotateYUV240SP(byte[] src,byte[] des,int width,int height)
 {

  int wh = width * height;
  //旋转Y
  int k = 0;
  for(int i=0;ifor(int j=0;jfor(int i=0;i2) {
   for(int j=0;j2;j++) 
   { 
               des[k] = src[wh+ width*j + i]; 
               des[k+1]=src[wh + width*j + i+1];
         k+=2;
   }
  }


 }

4 :2: 2 和4:2:0 转换:
最简单的方式:
YUV4:2:2 —> YUV4:2:0 Y不变,将U和V信号值在行(垂直方向)在进行一次隔行抽样。
YUV4:2:0 —> YUV4:2:2 Y不变,将U和V信号值的每一行分别拷贝一份形成连续两行数据。

YUV与RGB相互转换的公式如下(RGB取值范围均为0-255)︰

Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B
U = -0.147R - 0.289G + 0.436B
V = 0.615R - 0.515G - 0.100B
R = Y + 1.14V
G = Y - 0.39U - 0.58V
B = Y + 2.03U

Android相机,YV12ToRGB24,rgbToBitmap :http://blog.csdn.net/king1425/article/details/51912149

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