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图像基础知识之YUV

 一、YUV常用格式

  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”则是色度与浓度(Chrominance、Chroma)

  YUV格式有两大类:packedplanar。注:planar还分平面存储平面打包格式。

  • 对于packed的YUV格式,每个像素点的Y,U,V是连续交错存储的。
  • 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,然后是所有像素点的V(平面存储格式),或者 紧接着UV交错存储(平面打包格式)。

  常用的CODEC格式-planar,如图:

                                  YV12

   

     

                              NV12

                               

    W即图像的宽度,H即图像的高度,Stride表示图像行的跨度,超出W部分为填充数据,主要目的是为了字节对齐,一般以16字节或者或者32字节对齐居多。

    从左侧数据存储结构图看出高度(H)是分层次的,YV12三层和NV12两层,这个层次结构称为 Plane,即YV12在代码中用 Plane[0]表示Y数据的起始地址,Plane[1]表示V数据的起始地址,Plane[1]表示U数据的起始地址。
    而NV12的UV是在一个Plane中交错存放,因此用两个Plane表示即可。

    从右侧的数据排布图可见YV12和NV12都是YUV 4:2:0采样,每四个Y共用一组UV分量,已用颜色标明Y1、Y2、Y7、Y8共用U1、V1,并且在内存中连续排布。

 

二、YUV拓展知识

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

   

    YUV 4:4:4采样,每一个Y对应一组UV分量。
    YUV 4:2:2采样,每两个Y共用一组UV分量。
    YUV 4:2:0采样,每四个Y共用一组UV分量。

 

(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

 

注:

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

posted on 2019-05-09 16:05  sheldon_blogs  阅读(11431)  评论(1编辑  收藏  举报

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