NV12等常用YUV数据格式

NV12等常用YUV数据格式

    1.     YUV 采样表示法

    2.     YUV 格式

    3.     数据格式

        3.1     4:4:4 格式

        3.2     4:2:2 格式

        3.3     4:2:0 格式

    4.     YUV数据转换

    5.     NV12转RGB

Reference:

1、YUV数据格式

2、图解YU12、I420、YV12、NV12、NV21、YUV420P、YUV420SP、YUV422P、YUV444P的区别

与 RGB 编码方法类似，YUV 也是一种颜色编码方法。其中“Y”表示明亮度(Luminance 或 Luma)，也就是灰阶值，U 和 V 表示的则是色度(Chrominance 或 Chroma)，分别用 C r   和 C b   来表示，作用是描述影像色彩及饱和度，用于指定像素的颜色。

这样分开的好处;

    1、可以避免相互干扰(没有 UV 信息一样可以显示完整的图像，因而解决了彩色电视与黑白电视的兼容问题);

    2、降低色度的采样率而不会对图像质量影响太大，降低了视屏是`信号传输时对频宽(带宽)的要求。

YUV 是一个比较笼统地说法，针对它的具体排列方式，可以分为很多种具体的格式。

1. YUV 采样表示法

YUV 采用 A:B:C 表示法来描述 Y , U, V 采样频率比例，下图中黑点表示采样像素点 Y   分量，空心圆表示采样像素点的 U V 分量。

    4:4:4   表示色度频道没有下采样，即一个 Y 分量对应着一个 U 分量和一个 V 分量。一个 YUV 占 8+8+8=24bits 3个字节；

    4:2:2   表示 2:1 的水平取样，垂直完全采样。一个 YUV 占 8+4+4=16bits 2个字节；

    4:2:0   表示 2:1 的水平取样，垂直 2:1 采样。一个 YUV 占 8+2+2=12bits 1.5个字节；

    4:1:1   表示 4:1 的水平取样，垂直完全采样。 与其他格式相比，4:1:1 采样不太常用。

2. YUV 格式

    1、打包格式(packed formats): 打包格式中的 YUV 时混合在一起的。

    2、平面格式(planar formats): 每 Y 分量、U 分量和 V 分量都是以独立的平面组织的，也就是有三个平面。

3. 数据格式

3.1 4:4:4 格式

AYUV：这是一个打包格式，其中每个像素都被编码为四个连续字节，其组织顺序如下所示，其中 A 标示了alpha通道。

3.2 4:2:2 格式

YUY2：在 YUY2 格式中，数据可被视为一个不带正负号的 char 值组成的数组，其中第一个字节存储第一个 Y   样例，第二个字节存储第一个 U ( C b )   样例，第三个字节存储第二个 Y 样例，第四个字节存储第一个 V ( C r ) 样例，如下图：

UYVY：此格式与 YUY2 相同，只是字节顺序是与之相反的。

3.3 4:2:0 格式

1、IMC1：所有 Y 样例都会作为不带正负号的 char 值组成的数组首先存储在内存中。后面跟着存储所有 V ( C r ) 样例，然后是所有 U ( C b ) 样例。V 和 U 平面与 Y 平面具有相同的跨距(即存储数组的宽度)，从而遗留了如下图所示的未使用的内存区域。

2、IMC3：此格式与 IMC1 相同，只是 U 和 V 平面进行了交换：

3、IMC2：此格式与 IMC1 相同，只是 V ( C r ) 和 U ( C b ) 行在半跨距边界处进行了交错。换句话说，就是色度区域中的每个完整跨距行都以一行 V 样例开始，然后是一行在下一个半跨距边界处开始的 U 样例

4、IMC4：此格式与 IMC2 相同，只是 U ( C b ) 和 V ( C r ) 行进行了交换：

5、NV12: 所有 Y 样例都会作为由不带正负号的 char 值组成的数组首先存储在内存中，并且行数为偶数。Y 平面后面紧接着一个由不带正负号的 char 值组成的数组，其中包含了打包的 U ( C b ) 和 V ( C r ) 样例。

6、NV21: NV21 格式和 NV12 存储格式基本相同，只是 U V存储位置互换。

7、YU12: 也叫做 I420 格式，首先是所有 Y ，然后是所有 U，最后是所有 V

也就是为什么 U   和 V 看到的是四幅图像：

8、YV12: YV12 格式与 YU12 基本相同，首先是所有 Y   值，然后是所有 V 值，最后是所有 U 值。

4. YUV数据转换

4:2:2 -> 4:2:0 的有损压缩转换：Y 存储数据不变，对 U 和 V 分量在行垂直下采样进行隔行抽样。

4:2:0 -> 4:2:2的补足转换：Y 存储数据不变，对 U 和 V 分量在行垂直下采样进行隔行拷贝补足下一行色度数据。

5. NV12转RGB

r = y +(140*(v-128))/100;//rg = y -(34*(u-128))/100-(71*(v-128))/100;//gb = y +(177*(u-128))/100;//b