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一、YUV和YCbCr 1、定义2、区别和联系 二、不同的采样格式 1、YUV4442、YUV4403、YUV4224、YUV4205、YUV4116、YUV410 三、YUV数据排列格式 1、四种数据排列方式 ①Planar Format②Semi-Planar Format③Tiled Semi-Planar Format④Interleaved Format 2…关于YUV格式的一些总结
一、YUV和YCbCr 1、定义2、区别和联系 二、不同的采样格式 1、YUV4442、YUV4403、YUV4224、YUV4205、YUV4116、YUV410 三、YUV数据排列格式 1、四种数据排列方式 ①Planar Format②Semi-Planar Format③Tiled Semi-Planar Format④Interleaved Format 2、常用YUV格式介绍 ①YV12、YU12格式属于YUV420 Planar②NV12、NV21格式属于YUV420 Semi-Planar③UYVY、VYUY、YUYV、YVYU属于YUV422 Packed④AYUV属于YUV444 Packed⑤P010、P016属于YUV420 Semi-Planar⑥P210、P216属于YUV422 Semi-Planar⑦Y210、Y216属于YUV422 Packed⑧Y410、Y416属于YUV444 Packed 一、YUV和YCbCr
1、定义
YUV是一种颜色编码方法常使用在各个视频处理组件中。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作用是描述影像色彩及饱和度用于指定像素的颜色。
YCbCr这里的Y和YUV的Y相同而Cb和Cr则为蓝色和红色的浓度偏移量成份也是用来表示色彩的。
2、区别和联系
本质上来说两者没有什么区别YCbCr 是在世界数字组织视频标准研制过程中作为ITU - R BT.601 建议的一部分其实是YUV经过缩放和偏移的翻版。
YUV 主要是用在彩色电视中用于模拟信号表示。YCbCr 是用在数字视频、图像的压缩和传输例如H264、HEVC、JPEG、MPEG均采用此格式。一般人们所讲的YUV大多是指YCbCr。
二、不同的采样格式
写在前面本部分参考如何理解 YUV 、Chrominance Subsampling in Digital Images
一张图片是由一个个像素点组成1920x1080即可理解为水平方向有1920个像素点竖直方向有1080个像素点每个像素都应当包含Y、U、V三个分量但是在对色度二次采样的时候会让Y分量共用UV分量才出现了YUV422、YUV420等名称。
长图不好截图裁成了很多段下图说明了两种采样表示模式。 左边使用一个方框来表示一个像素点每个小方块不管有没有涂黑都包含一个Y分量被涂黑的方框内共用一组色度分量即UV分量而那个小黑点就代表色度中心没啥用方便看而已。
右边是二次采样模式标记法即Jab表示法。图中的矩形框就是一个参考块框里的圆点代表一个像素点涂黑了就代表Y、U、V都有没涂黑就只含有Y分量至于左上角那个直角符号就是说明这个参考块取在最左上角。这个参考块的大小呢一般取高度为2个像素点宽度也就是J一般取4像素点仔细看会发现参考块的左边有两个数字这两个数字就代表每行黑点的个数。
其实YUV420这些后面的数字就是通过4x2的参考块来确定的。可以观察一下下面参考块左边的小数字。
1、YUV444 上图是YUV444的采样模型左图和右图都可以看出来每个像素点都有一对UV分量这就相当于压根没有做色度二次采样。即每一个Y对应一组UV分量。
2、YUV440 上图是YUV440的采样模型左图可以看出来在水平方向上每一个像素都有UV分量而在竖直方向上每两个像素共用一对UV分量在右图的表现就是第一行4个全黑第二行四个全白。即每两个Y对应一组UV分量。
3、YUV422 上图是YUV422的采样模型左图可以看出来在竖直方向上每一个像素都有UV分量而在水平方向上每两个像素共用一对UV分量在右图的表现就是每行两个黑两个白。即每两个Y对应一组UV分量。
4、YUV420 上图是YUV420的采样模型左图可以看出来四个像素点共用一对UV分量在水平方向上每两个像素共用一对UV分量在竖直方向上也是每两个像素包含一对UV分量在右图的表现就是第一行两个黑两个白第二行全白。即每四个Y对应一组UV分量。
5、YUV411 上图是YUV411的采样模型左图可以看出来在水平方向上每四个像素点共用一对UV分量而在竖直方向上每个像素都包含一对UV分量在右图的表现就是两行都是一个黑三个白。即每四个Y对应一组UV分量。
6、YUV410 上图是YUV410的采样模型左图可以看出来8个像素点共用一对UV分量在水平方向上每四个像素点共用一对UV分量在竖直方向上每两个像素点共用一对UV分量在右图的表现就是只有第一行有一个黑其他全白。即每八个Y对应一组UV分量。
三、YUV数据排列格式
1、四种数据排列方式
①Planar Format
Planar的YUV格式即平面存储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或V最后存储剩下的U或者V。例如YU12也叫I420属于YUV420p四个像素共用一组UV分量它的数据排列方式为 Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8 U1U2 V1V2如下图 ②Semi-Planar Format
Semi-Planar的YUV格式顾名思义半平面存储格式也就是先连续存储所有的Y分量再交错存储U和V分量。例如NV12属于YUV420sp四个像素共用一组UV分量它的数据排列方式为 Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8 U1V1 U2V2如下图 他还有个兄弟NV21它的数据排列方式为 Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8 V1U1 V2U2 ③Tiled Semi-Planar Format
Tiled Semi-Planar的YUV格式Tiled SP格式不再以光栅扫描的顺序来排列数据而是将图像以宏块划分例如16x16像素为一个宏块宏块划分是以从左到右、从上到下的顺序如下图。宏块是一个正方形的像素区域如果采样格式为YUV420sp那么就会把这块像素区域以NV12/NV21的格式存储这一点存疑暂时没看到有文章具体说明每一个宏块皆是如此并且宏块之间的内存是连续的。 ④Interleaved Format
Interleaved的YUV格式又叫Packed Format这种格式下YUV数据是交错存储的。举个栗子UYVY属于YUV422采样水平方向每两个像素共用一组UV分量它的数据排列方式为 U1Y1V1Y2 U2Y3V2Y4
2、常用YUV格式介绍
本文都是小端模式下的左端为低字节。
①YV12、YU12格式属于YUV420 Planar
YU12数据排列格式Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8 U1U2 V1V2 YV12数据排列格式Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8 V1V2 U1U2
②NV12、NV21格式属于YUV420 Semi-Planar
上面3.1.2讲过。
③UYVY、VYUY、YUYV、YVYU属于YUV422 Packed
UYVY数据排列格式U1Y1V1Y2 U2Y3V2Y4 其他三种把顺序换换就行了。
④AYUV属于YUV444 Packed
A为透明度分量数据排列格式为A、Y、U、V顺序存储每个分量8bit。
⑤P010、P016属于YUV420 Semi-Planar
以上所介绍的四种YUV格式均是每个分量占8bit而P010格式每个分量占10bitP016每个分量占16bit仅此而已。它们的数据存储格式与NV12一致只是Y、U、V所占bit数不同。
⑥P210、P216属于YUV422 Semi-Planar
同⑤P210是10bit的P216是16bit的这两种也是Semi-Planar的数据存储格式与NV12一致。
⑦Y210、Y216属于YUV422 Packed
Y210是10bit的Y216是16bit的这两种是Packed的。它们的数据存储格式为 Y1U1Y2V1 Y3U2Y4V2
⑧Y410、Y416属于YUV444 Packed
同理Y410是10bit的Y416是16bit的。它们的数据排列如下图。上面的图为10bit的存储格式下面的图为16bit的存储格式A代表透明度Alpha。 最后关于10bit YUV有一点需要注意一下如下图这其实是10bit数据存储时的真实面貌用16bit来代替10bit所以要把低六位bit全部置为0高10bit为有效位。
