YUV 格式简介

YCbCr其中Y是指亮度分量，Cb指蓝色色度分量，而Cr指红色色度分量。

人的肉眼对视频的Y分量更敏感，因此在通过对色度分量进行子采样来减少色度分量后，肉眼将察觉不到的图像质量的变化。

主要的子采样格式有 YCbCr 4:2:0、YCbCr 4:2:2 和 YCbCr 4:4:4。

4:2:0 表示每4个像素有4个亮度分量，2 个色度分量 (YYYYCbCr），仅采样奇数扫描线，是便携式视频设备（MPEG-4）以及电视会议（H.263）最常用格式；

4：2：2 表示每4个像素有4个亮度分量，4个色度分量（YYYYCbCrCbCr），是DVD、数字电视、HDTV 以及其它消费类视频设备的最常用格式；

4：4：4表示全像素点阵(YYYYCbCrCbCrCbCrCbCr），用于高质量视频应用、演播室以及专业视频产品。

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。

其中YCbCr 4:2:0 比较常用，其含义为：

每个点保存一个 8bit 的亮度值（也就是Y值），每 2x2 个点保存一个 Cr 和Cb 值，图像在肉眼中的感觉不会起太大的变化。

原来用 RGB(R,G,B 都是 8bit unsigned) 模型，每个点需要 8x3=24 bits

 4:2:2需要 8+（8/2）+（8/2）= 16bit

4:2:0仅需要 8+（8/4）+（8/4）=12bits，平均每个点占12bits。

这样就把图像的数 据压缩了一半。

 

1：
图文详解YUV420数据格式_avcoder的博客-CSDN博客http://blog.csdn.net/jinghao666666/article/details/50738343

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

http://m.blog.csdn.net/article/details?id=10945143http://m.blog.csdn.net/article/details?id=10945143

2：

YUV格式有两大类：planar和packed。

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。

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。

 与我们熟知的RGB类似，YUV也是一种颜色编码方法，主要用于电视系统以及模拟视频领域，它将亮度信息（Y）与色彩信息（UV）分离，

没有UV信息一样可以显示完整的图像，只不过是黑白的，这样的设计很好地解决了彩色电视机与黑白电视的兼容问题。

并且，YUV不像RGB那样要求三个独立的视频信号同时传输，所以用YUV方式传送占用极少的频宽。

YUV码流的存储格式其实与其采样的方式密切相关，主流的采样方式有三种，YUV4:4:4，YUV4:2:2，YUV4:2:0，

关于其详细原理，可以通过网上其它文章了解，这里我想强调的是     如何根据其采样格式来从码流中还原每个像素点的YUV值，

因为只有正确地还原了每个像素点的YUV值，才能通过YUV与RGB的转换公式提取出每个像素点的RGB值，然后显示出来。

    用三个图来直观地表示采集的方式吧，以  黑点表示采样该像素点的Y分量，以空心圆圈表示采用该像素点的UV分量。

先记住下面这段话，以后提取每个像素的YUV分量会用到。

    1. YUV 4:4:4采样，每一个Y对应一组UV分量。

    2. YUV 4:2:2采样，每两个Y共用一组UV分量。

    3. YUV 4:2:0采样，每四个Y共用一组UV分量。

2.  存储方式

    下面我用图的形式给出常见的YUV码流的存储方式，并在存储方式后面附有取样每个像素点的YUV数据的方法，其中，Cb、Cr的含义等同于U、V。

（1） YUVY 格式 （属于YUV422）

YUYV为YUV422采样的存储格式中的一种，相邻的两个Y共用其相邻的两个Cb、Cr，分析，对于像素点Y'00、Y'01 而言，

其Cb、Cr的值均为 Cb00、Cr00，其他的像素点的YUV取值依次类推。

（2） UYVY 格式 （属于YUV422）

UYVY格式也是YUV422采样的存储格式中的一种，只不过与YUYV不同的是UV的排列顺序不一样而已，还原其每个像素点的YUV值的方法与上面一样。

（3） 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。

（4）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。

（5）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。

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。

在YUV420中，一个像素点对应一个Y，一个4X4的小方块对应一个U和V。

对于所有YUV420图像，它们的Y值排列是完全相同的，

因为只有Y的图像就是灰度图像。YUV420sp与YUV420p的数据格式它们的UV排列在原理上是完全不同的。

420p它是先把U存放完后，再存放V，也就是说UV它们是连续的。而420sp它是UV、UV这样交替存放的。(见下图) 有了上面的理论，

我就可以准确的计算出一个YUV420在内存中存放的大小。 width * hight =Y（总和） U = Y / 4   V = Y / 4 。

所以YUV420 数据在内存中的长度是 width * hight * 3 / 2，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           

                        YUV420p数据格式如下图

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;i

   for(int j=0;j

   {

               des[k] = src[width*j + i];   

         k++;

   }

  }

  for(int i=0;i

   for(int j=0;j

   {

               des[k] = src[wh+ width*j + i];

               des[k+1]=src[wh + width*j + i+1];

         k+=2;

   }

  }

 }

YV12和I420的区别       

一般来说，直接采集到的视频数据是RGB24的格式，RGB24一帧的大小size＝width×heigth×3 Bit，RGB32的size＝width×heigth×4，

如果是I420（即YUV标准格式4：2：0）的数据量是 size＝width×heigth×1.5 Bit。      

在采集到RGB24数据后，需要对这个格式的数据进行第一次压缩。

即将图像的颜色空间由RGB2YUV。因为，X264在进行编码的时候需要标准的YUV（4：2：0）。

但是这里需要注意的是，虽然YV12也是（4：2：0），但是YV12和I420的却是不同的，在存储空间上面有些区别。

如下： YV12 ： 亮度（行×列） ＋ U（行×列/4) + V（行×列/4）

I420 ： 亮度（行×列） ＋ V（行×列/4) + U（行×列/4）

可以看出，YV12和I420基本上是一样的，就是UV的顺序不同。

继续我们的话题，经过第一次数据压缩后RGB24－>YUV（I420）。这样，数据量将减少一半，为什么呢？呵呵，这个就太基础了，我就不多写了。

同样，如果是RGB24－>YUV（YV12），也是减少一半。但是，虽然都是一半，如果是YV12的话效果就有很大损失。

然后，经过X264编码后，数据量将大大减少。将编码后的数据打包，通过RTP实时传送。到达目的地后，将数据取出，

进行解码。完成解码后，数据仍然是YUV格式的，所以，还需要一次转换，这样windows的驱动才可以处理，就是YUV2RGB24。

YUY2      是 4:2:2         [Y0 U0 Y1 V0]

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