YUV简介
YUV ,是一种颜色 编码 方法。
YUV是编译true-color颜色空间(color space)的种类,Y'UV, YUV, YCbCr ,YPbPr 等专有名词都可以称为YUV,彼此有重叠。“Y”表示明亮度 (Luminance、Luma),“U”和“V”则是色度 、浓度 (Chrominance、 Chroma),Y'UV, YUV, YCbCr, YPbPr 常常有些混用的情况,其中 YUV 和 Y'UV 通常用来描述类比讯号,而相反的 YCbCr 与 YPbPr 则是用来描述数位的影像讯号,例如在一些压缩格式内 MPEG、JPEG 中,但在现今,YUV 通常已经在电脑系统上广泛使用。YUV Formats分成两个格式:
紧缩格式(packed format)中的YUV是混合在一起的,对于YUV4:4:4格式而言,用紧缩格式很合适的,因此就有了UYVY、YUYV等。平面格式(planar formats)是指每Y份量,U份量和V份量都是以独立的平面组织的,也就是说所有的U份量必须在Y份量后面,而V份量在所有的U份量后面,此一格式适 用于采样(subsample)。平面格式(planar format)有I420(4:2:0)、YV12、IYUV等。
常用的YUV格式
为节省带宽起见,大多数 YUV 格式平均使用的每像素位数都少于24位元。主要的采样(subsample)格式有YCbCr 4:2:0、YCbCr 4:2:2、YCbCr 4:1:1和 YCbCr 4:4:4。YUV的表示法称为 A:B:C 表示法:
最常用Y:UV记录的比重通常 1:1 或 2:1,DVD-Video 是以 YUV 4:2:0 的方式记录,也就是我们俗称的I420 ,YUV4:2:0 并不是说只有U(即 Cb), V(即 Cr)一定为 0,而是指U:V互相援引,时见时隐,也就是说对于每一个行,只有一个U或者V份量,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。至于其他常见的YUV格式有YUY2、YUYV、YVYU、UYVY、AYUV、Y41P、Y411、Y211、IF09、 IYUV、YV12、YVU9、YUV411、YUV420等。
YUV 编码方式
(1) YUV 4:4:4
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,如果每个分量用8比特表示,则未经压缩的每个像素占用3个字节。
原始像素为 [Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3]
采样后的码流为 [Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3] (4:4:4)
还原后的像素为 [Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 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。
原始像素为: [Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3]
采样后的码流为: [Y0 U0 ] [Y1 V1 ] [Y2 U2 ] [Y3 V3] (4:2:2)
还原后的像素为: [Y0 U0 V1] [Y1 U0 V1] [Y2 U2 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
原始像素为: [Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3]
采样后的码流为: [Y0 U0 ] [Y1 ] [Y2 V2] [Y3 ] (4:1:1)
映射出像素点为: [Y0 U0 V2] [Y1 U0 V2] [Y2 U0 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。
原始像素为: [Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3]
[Y4 U4 V4] [Y5 U5 V5] [Y6 U6 V6] [Y7 U7 V7]
采样后的码流为: [Y0 U0 ] [Y1 ] [Y2 U2 ] [Y3 ] (4:2:0)
[Y4 V4] [Y5 ] [Y6 V6] [Y7 ] (4:0:2)
映射出的像素点为:[Y0 U0 V4] [Y1 U0 V4] [Y2 U2 V6] [Y3 U2 V6]
[Y4 U0 V4] [Y5 U0 V4] [Y6 U2 V6] [Y7 U2 V6]