使用c++处理YUV文件

YUV文件的存储结构

取样结构

这组图图每一行即为一行像素点，以Y为基准，蓝色和红色表示$C_b/U$和$C_r/V$

4：4：4

4：2：2

4：1：1

4：2：0格式1

4：2：0格式2

存储结构

一下均指一帧的情况，实际上是一帧内容按照相应格式存储完成后，再存储下一帧。

YUVY(4:2:2)

$Y_0{C}_{b_0}{Y}_1{C}_{r_0}{Y}_2{C}_{b_1}{Y}_3{C}_{r_2}\cdots$
即$Y$后跟$C_b$与$Y$后跟$C_r$交替出现。

UYVY(4:2:2)

$C_{b_0}{Y}_0{C}_{r_0}{Y}_1{C}_{b_1}{Y}_2{C}_{r_2}{Y}_3\cdots$。
即$C_b$后跟$Y$与$C_r$后跟$Y$交替出现。

YUV422P(4:2:2)

先存储完所有Y，再存储完所有$C_b$，最后再存储所有$C_r$。

YV12，YU12(4:2:0)

先存储完所有Y，再存储完所有$C_b$，最后再存储所有$C_r$。

NV12，NV21(4:2:0)

先存储完所有Y，之后$C_{b_x}$$C_{b_{x+1}}$$C_{r_x}$$C_{r_{x+1}}$的结构交替出现，即两字节$C_b$之后再存储两字节$C_r$。

所占空间计算

每一个像素点用1字节存储信息。知道分辨率，即高$h$和宽度$w$之后，$h\times w$即是Y所占空间大小，再根据取样结构算出U和V所占比例，相加即为一帧所占大小。
如4:2:0格式，Y占用$h\times w$,U和V占用$h\times w\times \frac{2}{4}$,加起来一帧所占的空间就是$\frac{3hw}{2}$

使用c++进行处理

知道文件怎么存储之后，就可以进行处理了。以288乘352的YV12格式为例。
如果我想把它变成黑白的，那么我只需要保留Y的信息，其余都抹掉即可。那么去掉U，V是否是把他们变成0呢？并不是，因为U，V有负值，而处理数据的时候却不按照负值处理，于是U，V的0的位置，被128代替；也就是说128才是实际意义上的0。

#include 
#include 
using namespace std;
const char* inPath = "miss.cif";
const char* outPath = "miss_out.cif";
int main()
{
	ifstream in(inPath, ios::binary);
	in.seekg(0, ios::end);
	int size = in.tellg();
	in.seekg(0, ios::beg);

	char* inBuffer = new char[size];
	in.read(inBuffer, size);
	in.close();

	char* outBuffer = new char[size];
	int width = 352, height = 288, inFrameSize = width * height * 3 / 2;
	int frameNum = size / inFrameSize;

	for (int i = 0; i < frameNum; ++i)
		for (int j = 0; j < inFrameSize; ++ j)
			outBuffer[i * inFrameSize + j] = j < width * height ? inBuffer[i * inFrameSize + j] : 128;

	ofstream out(outPath,ios::binary);
	out.write(outBuffer, size);
	out.close();
}

处理完成后使用YUV播放器查看效果：
处理前：

处理后: