【技术分享】色彩空间 YUV 420 SP / YUV 420 P 含义 RGB转换 YUV 黑色怎么表示

美在向往它的人的心里比在看到它的人眼里，放出更明亮的光彩。

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前言

本文介绍YUV含义，与RGB转换方式

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一、YUV420SP/YUV420P

在一些图像处理问题中会遇到YUV420SP/YUV420P，YUV的概念比较混乱，一般是Y′UV,YUV,YCbCr,YPbPr的泛指，其中用Y储存亮度，用另两个字母储存色度。为什么采用这样操作，一是因为人类对于亮度远比对于色度敏感，所以压缩色度的空间可以节省空间；二是在黑白电视与彩色电视过渡阶段。黑白视频只有Y（Luma，Luminance）视频，也就是灰阶值。到了彩色电视规格的制定，是以YUV/YIQ的格式来处理彩色电视图像，把UV视作表示彩度的C（Chrominance或Chroma），如果忽略C信号，那么剩下的Y（Luma）信号就跟之前的黑白电视频号相同，这样一来便解决彩色电视机与黑白电视机的兼容问题。现在YUV也被认为是用在电视中，对于我们的处理来说，YUV系列主要是起到节省空间使用。

YUV格式总共分为planar和packed，紧缩格式（packedformat）中的YUV是混合在一起的，对于YUV常见格式有AYUV格式（4：4：4采样、打包格式）；YUY2、UYVY（采样、打包格式），有UYVY、YUYV等。平面格式（planarformats）是指每Y分量，U分量和V分量都是以独立的平面组织的，也就是说所有的U分量必须在Y分量后面，而V分量在所有的U分量后面，此一格式适用于采样（subsample）。平面格式（planarformat）有I420（4:2:0）、YV12、IYUV等。

YUV的表示法称为A:B:C表示法：
4:4:4表示完全取样。
4:2:2表示2:1的水平取样，垂直完全采样。
4:2:0表示2:1的水平取样，垂直2：1采样。
4:1:1表示4:1的水平取样，垂直完全采样。

具体排列如下：

1、YUV444
（1）YUV444p：YYYYYYYYY VVVVVVVVV UUUUUUUU

2、YUV422
（1）YUV422p：YYYYYYYY VVVV UUUU
（2）YUVY：YUYV YUYV YUYV YUYV
（3）UYVY：UYVY UYVY UYVY UYVY

3、YUV420
YUV420SP的SP是semi-Planar的缩写，YUV420P为Planar。
（1）YUV420p：
YV12：YYYYYYYY VV UU
I420：YYYYYYYY UU VV
（2）YUV420sp：
NV12：YYYYYYYY UVUV
NV21：YYYYYYYY VUVU

二、转换公式

因为转换关系过于复杂，公式很多，这里只提供亲测看不出什么区别的RGB与YUV420SP转换关系。

RGB格式与YUV420SP格式转换公式：

Y = 0.299 * B +0.587 * G + 0.114 * R + 16
U = (-0.147) * B - 0.289 * G + 0.436 * R + 128
V = 0.615* B - 0.515 * G - 0.100 * R + 128

如果发现有些亮就去掉+16，如果发现反色就把UV调换，如果出现全亮色说明没加128。YUV中Y是以0为原点，UV以128为原点，0,128,128为黑色。

三、本文参考：

百度百科：YUV
图文详解YUV420数据格式
【图像】数据格式介绍(yuv420sp、yuv420sp、yv12,nv12等)