YUV及存储形式

对YUV格式的详细描述,以及存储形式

YUV主要的采样格式

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。其中YCbCr 4:1:1 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。所以, 原来用 RGB(R,G,B 都是 8bit unsigned) 模型, 4 个点需要 8x3=24 bites（如下图第一个图）. 而现在仅需要 8+(8/4)+(8/4)=12bites, 平均每个点占12bites(如下图第二个图)。这样就把图像的数据压缩了一半。

    上边仅给出了理论上的示例，在实际数据存储中是有可能是不同的，下面给出几种具体的存储形式：

（1）    YUV4:4:4

YUV三个信道的抽样率相同，因此在生成的图像里，每个象素的三个分量信息完整（每个分量通常8比特），经过8比特量化之后，未经压缩的每个像素占用3个字节。

下面的四个像素为: [Y₀ U₀ V₀][Y₁ U₁ V₁] [Y₂ U₂ V₂][Y₃ U₃ V₃]

存放的码流为: Y₀U₀ V₀ Y₁ U₁ V₁ Y₂U₂ V₂ Y₃ U₃ V₃

（2）   YUV 4:2:2

      每个色差信道的抽样率是亮度信道的一半，所以水平方向的色度抽样率只是4:4:4的一半。对非压缩的8比特量化的图像来说，每个由两个水平方向相邻的像素组成的宏像素需要占用4字节内存。

下面的四个像素为: [Y₀ U₀ V₀][Y₁ U₁ V₁] [Y₂ U₂ V₂][Y₃ U₃ V₃]

存放的码流为: Y₀U₀ Y₁ V₁ Y₂ U₂ Y₃V₃

映射出像素点为：[Y₀U₀ V₁] [Y₁ U₀ V₁] [Y₂U₂ V₃] [Y₃ U₂ V₃]

（3）   YUV 4:1:1

4:1:1的色度抽样，是在水平方向上对色度进行4:1抽样。对于低端用户和消费类产品这仍然是可以接受的。对非压缩的8比特量化的视频来说，每个由4个水平方向相邻的像素组成的宏像素需要占用6字节内存

下面的四个像素为: [Y₀ U₀ V₀][Y₁ U₁ V₁] [Y₂ U₂ V₂][Y₃ U₃ V₃]

存放的码流为: Y₀U₀ Y₁ Y₂ V₂ Y₃

映射出像素点为：[Y₀U₀ V₂] [Y₁ U₀ V₂] [Y₂U₀ V₂] [Y₃ U₀ V₂]

（4）YUV4:2:0

     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：[Y₀U₀ V₀] [Y₁ U₁ V₁] [Y₂U₂ V₂] [Y₃ U₃ V₃]

                [Y₅U₅ V₅] [Y₆ U₆ V₆] [Y₇U₇V₇] [Y₈ U₈ V₈]

存放的码流为：Y₀U₀ Y₁ Y₂ U₂ Y₃

              Y₅ V₅ Y₆ Y₇V₇ Y₈

映射出的像素点为：[Y₀U₀ V₅] [Y₁ U₀ V₅] [Y₂U₂ V₇] [Y₃ U₂ V₇]

                  [Y₅U₀ V₅] [Y₆ U₀ V₅] [Y₇U₂V₇] [Y₈ U₂ V₇]

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