音视频入门（二） - RGB像素处理

一、RGB格式图片原理

前面讲了一帧YUV图像是由Y（亮度）U（色度）V（色度）来表示的，而RGB图像是由R（红色）G（绿色）B（蓝色）三个分量来表示的。

二、RGB格式图片数据的内部排列

RGB格式的图片，比较常见的有如下三种：

1.RGB16（16位）

顾名思义，RGB16是以16位（2个字节）为一个存储单元，来存储一个RGB像素。RGB16又有以下两种比较常见的存储形式

1.1 RGB565

这里每个像素点用16位（2个字节）来表示，R、G、B分量分别占用了5位、6位、5位，内部排列如下所示

高字节                     低字节
R R R R R G G G G G G B B B B B

2.2 RGB555

这里每个像素点依旧用16位（2个字节）来表示，最高位不使用，R、G、B分量分别占用了5位，5位，5位。内部排列如下所示

高字节                      低字节
空 R R R R R G G G G G B B B B B

2.RGB24（24位）

RGB24是将24位的数据，分成3份，分别去存储R、G、B分量。所以每个分量占的大小应是8位（1个字节）。这里需要注意的是：R、G、B分量存储的顺序，从高字节到低字节，必须是以B G R的顺序来存储。为什么这里要强调从高字节到低字节，因为后续如果进行图片格式转换，遇到字节序不一致，需要对应地进行转换。内部排列如下所示

高字节                                    低字节
B B B B B B B B G G G G G G G G R R R R R R R R

3.RGB32（32位）

RGB32中，每个像素点用32位（4个字节）来表示。这里存储的顺序和RGB24一样，这里不再过多赘述。唯一不同的是，在低字节处保留了8位。内部排列如下所示

高字节                                    
B B B B B B B B G G G G G G G G
                          低字节 
R R R R R R R R N N N N N N N N（N就是空的意思，hhh）

三、编程分离R G B分量

下面我们来编程分离一张RGB24格式图片中的R,G,B分量

#include 
#include 

/*
     para:     fileName  输入文件名
               width     宽
               height    高
*/
int rgb24Split(char *fileName, int width, int height)
{
     
    FILE *fp = fopen(fileName, "rb+");
    FILE *fp1 = fopen("output_r.y", "wb+");
    FILE *fp2 = fopen("output_g.y", "wb+");
    FILE *fp3 = fopen("output_b.y", "wb+");

    unsigned char *buffer = (unsigned char *)malloc(width * height * 3);

    fread(buffer, 1, width * height * 3, fp);

    for (int i = 0; i < width * height * 3; i = i + 3)
    {
     
        //R
        fwrite(buffer + i, 1, 1, fp1);
        //G
        fwrite(buffer + i + 1, 1, 1, fp2);
        //B
        fwrite(buffer + i + 2, 1, 1, fp3);
    }

    free(buffer);
    fclose(fp);
    fclose(fp1);
    fclose(fp2);
    fclose(fp3);

    return 0;
}

/* a test file to split r g b */
int main()
{
     
    rgb24Split("cie1931_500x500.rgb", 500, 500);
    return 0;
}

首先我们打开原图片

我们这里分离了R,G,B三原色，可能看到这里有的同学要问，为什么不是以B,G,R的顺序写入，因为先前说过字节序的问题，所以这里应该是以R,G,B的顺序写入。
我们把每个数据都单独存储到文件中，所以不能算是一帧RGB图像了，所以我们以“Y（只看亮度）”的格式去打开这些文件，查看某种颜色的强度。
由观察得知，这张图片左上角绿色的强度偏大，右边的红色强度偏大，左下角则是蓝色的强度偏大。
下面看一下我们分离出的图片
分离出的R数据图像

分离出的G数据图像

分离出的B数据图像