YUV444，YUV420P，YUV420SP，YUV422P，YUV422SP，NV12，NV21，NV16，NV61等格式区分与存储简介

Love The Way You Lie 2024-04-19 12:13 10阅读 0赞

# 一、基础知识： #

## 概述 ##

YUV是顏色編碼方式，常用於視頻及圖像處理中。

***其中的YUV是三個分量。“Y”表示明亮度（Luminance或Luma），也就是灰度值。“U”和“V” 表示的是彩色信息，分別爲色度和濃度（Chrominance和Chroma）。***

***由於相鄰的兩個像素，數據差異不大，所以，丟棄相鄰像素的部分數據對於整體影響不大。同時，丟棄數據，還節省了空間便於存儲。******人對亮度比較敏感，而對色彩不怎麼敏感。所以，每個像素的亮度Y數據是絕對不動的，而色差數據UV可以進行丟棄。***沒有UV信息，一樣可以顯示完整的圖像，只不過是黑白的。因此在數據的存儲上，根據數據丟棄方式（採樣方式）的不同，YUV又出現了不同的格式。

## 採樣方式 ##

***採樣是將4個像素作爲一組進行的。原因在於：圖像每行所佔字節數必須是4的倍數，才能保證無誤的轉換。***

YUV主流的採樣方式有三種，YUV4:4:4，YUV4:2:2，YUV4:2:0。而Android中常用的YUV420格式，即指YUV4:2:0。

YUV的分量數據各佔用8位（各佔1字節），在不丟失數據的情況下，4個像素（12字節）的數據依次爲，

Y0U0V0 Y1U1V1 Y2U2V2 Y3U3V3

### （1）YUV444 ###

存儲時，數據爲Y0U0V0 Y1U1V1 Y2U2V2 Y3U3V3。

即***YUV444，4個像素裏的數據有4個Y，4個U, 4個V，未丟棄任何數據。***

### （2）YUV422 ###

存儲時，數據爲Y0U0 Y1U1 Y2V2 Y3V3，即YUV422，4個像素裏的數據有4個Y，2個U, 2個V。

***YUV422的採樣方式爲：奇數像素丟棄V，偶數像素丟棄U。***

YUV422爲橫向丟棄數據的採樣方式。由於鄰近像素的相似性不僅侷限於橫向，數據還可以進一步縱向丟棄，以減少存儲空間。因此，YUV420便出現了。

### （3）YUV420 ###

YUV420爲橫向縱向同時丟棄數據的採樣方式。以一個YUV444格式的4x4數據爲例

Y00U00V00 Y01U01V01 Y02U02V02 Y03U03V03

Y10U10V10 Y11U11V11 Y12U12V12 Y13U13V13

Y20U20V20 Y21U21V21 Y22U22V22 Y23U23V23

Y30U30V30 Y31U31V31 Y32U32V32 Y33U33V33

以YUV420格式丟棄數據後，將變爲

Y00U00 Y01 Y02U02 Y03

Y10V10 Y11 Y12V12 Y13

Y20U20 Y21 Y22U22 Y23

Y30V30 Y31 Y32V32 Y33

***YUV420的採樣方式爲：***

***（i）偶數像素丟棄UV。***

***（ii）在（i）的基礎上，奇數行進一步丟棄V，偶數行進一步丟棄U。***

# 存儲格式 #

YUV有兩種存儲格式。

（1）緊縮格式（packed formats）：將Y、U、V值存儲成Macro Pixels數組。

（2）平面格式（planar formats）：將Y、U、V的三個分量分別存放在不同的矩陣中。

需要說明的是，Android NDK使用平面格式存儲YUV數據，可以調用AImage\_getPlaneData分別獲取Y、U、V的數據。其planeIdx分別爲0，1，2。

media_status_t AImage_getPlaneData(
            const AImage* image, int planeIdx,
            /*out*/uint8_t** data, /*out*/int* dataLength);

# 二、YUV444，YUV422，YUV420区别： #

1. YUV444，即YUV 4:4:4采样，每一个Y对应一组UV分量8+8+8 = 24bits,3个字节。

2. YUV422，即YUV 4:2:2采样，每两个Y共用一组UV分量,一个YUV占8+4+4 = 16bits 2个字节。

3. YUV420，即YUV 4:2:0采样，每四个Y共用一组UV分量一个YUV占8+2+2 = 12bits 1.5个字节。

对应如下图：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NpbmF0XzI5ODkxMzUz_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

# 三、YUV420，YUV420P和YUV420SP #

*  YUV420有打包格式（Packed），即YUV是按像素点存储的，即YUYVYUYVYUYV这样顺序存储。
 *  同时，还有平面格式(Planar)，即Y、U、V是分开存储的，每个分量占一块地方，即YYYYYYY.......UUUU....VVVV...,根据U、V的顺序，又有2种，U前V后即YUV420P，也叫I420，又叫YU12。V前U后，叫YV12(YV表示Y后面跟着V，12表示12bit)
 *  还有半平面格式(Semi-planar)，即Y单独占一块地方，但其后U、V又紧挨着排在一起，即YYYYYYY.......UVUVUVUV...... 根据U、V的顺序，又有2种，U前V后叫NV12，在国内好像很多人叫它为YUV420SP格式；V前U后叫NV21。

1. YUV420P(Packed)，又叫YUYV420，即YUV 4:2:0采样，每四个Y共用一组UV分量一个YUV占8+2+2 = 12bits 1.5个字节。

存储：YUV交错存储，按像素点存储。如YUVYUVYUVYUV

2. **YUV420P**(**planar),** 根据U、V的顺序，又有2种，U前V后即**YUV420P**又叫**I420**或**YU12**，V前U后，叫**YV12**(YV表示Y后面跟 着V，12表示12bit)

YUV 4:2:0采样，每四个Y共用一组UV分量一个YUV占8+2+2 = 12bits 1.5个字节。

存储：YUV分开存储，如YYYYYYYYYYY......UUUUU...VVVVV...,如下图：

对于V前U后，则：YYYYYYYYYYY......VVVVV...UUUUU...

![format_png][]

3. YUV420SP（**planar**）根据U、V的顺序，又有2种，U前V后叫**NV12**，在国内好像很多人叫它为**YUV420SP**格式；V前U后 叫**NV21**。

YUV 4:2:0采样，每四个Y共用一组UV分量一个YUV占8+2+2 = 12bits 1.5个字节。

存储：YUV分开存储，如YYYYYYYYYYY......UVUVUVUVUV.....,如下图：

对于V前U后，则：YYYYYYYYYYY......VUVUVUVUVU...

![format_png 1][]

# 四、YUV422，YUV422P和YUV422SP #

同理YUV422的，也类似于YUV420，简介如下：

*  YUV422有打包格式（Packed），即YUV是按像素点存储的，即YUYVYUYVYUYV这样顺序存储。
 *  同时，还有平面格式(Planar)，即Y、U、V是分开存储的，每个分量占一块地方，即YYYYYYY.......UUUU....VVVV...,根据U、V的顺序，又有2种，U前V后即YUV422P，也叫I422，又叫YU16。V前U后，叫YV16(YV表示Y后面跟着V，16表示16bit)
 *  还有半平面格式(Semi-planar)，即Y单独占一块地方，但其后U、V又紧挨着排在一起，即YYYYYYY.......UVUVUVUV...... 根据U、V的顺序，又有2种，U前V后叫NV16，在国内好像很多人叫它为YUV422SP格式；V前U后叫NV61。不过这种格式似乎不太受VLC欢迎(具体可去看看VLC的wiki)。

1. YUV422P(Packed)，又叫YUYV422，即YUV 4:2:2采样，每两个Y共用一组UV分量,一个YUV占8+4+4 = 16bits 2个字节。

存储：YUV交错存储，按像素点存储。如YUVYUVYUVYUV

2. **YUV422P**(**planar),** 根据U、V的顺序，又有2种，U前V后即**YUV422P**又叫**I422**或**YU16**，V前U后，叫**YV16**(YV表示Y后面跟 着V，16表示16bit)

即YUV 4:2:2采样，每两个Y共用一组UV分量,一个YUV占8+4+4 = 16bits 2个字节。

存储：YUV分开存储，如YYYYYYYYYYY......UUUUU...VVVVV...

对于V前U后，则：YYYYYYYYYYY......VVVVV...UUUUU...

3. YUV422SP（**planar**）根据U、V的顺序，又有2种，U前V后叫**NV16**，在国内好像很多人叫它为**YUV422SP**格式；V前U后 叫**NV61**。

即YUV 4:2:2采样，每两个Y共用一组UV分量,一个YUV占8+4+4 = 16bits 2个字节。

存储：YUV分开存储，如YYYYYYYYYYY......UVUVUVUVUV.....,如下图：

对于V前U后，则：YYYYYYYYYYY......VUVUVUVUVU...

# 五、一些常用格式介绍： #

1、YUV444

（1）YUV444p：YYYYYYYYY VVVVVVVVV UUUUUUUU

2、YUV422

（1）YUV422p：

**YV16：** YYYYYYYY VVVV UUUU （V前U后）

YUV422p或**I422**或**YU16**： YYYYYYYY UUUU VVVV （U前V后）

（2）YUV422sp：

NV61：YYYYYYYY VUVUVUVU （V前U后）

NV16：YYYYYYYY UVUVUVUV （U前V后）

（2）YUVY：YUYV YUYV YUYV YUYV

（3）UYVY：UYVY UYVY UYVY UYVY

3、YUV420

（1）YUV420p：

YV12：YYYYYYYY VV UU

I420：YYYYYYYY UU VV

（2）YUV420sp：

NV12：YYYYYYYY UVUV

NV21：YYYYYYYY VUVU

reference：[https://www.jianshu.com/p/e67f79f10c65][https_www.jianshu.com_p_e67f79f10c65]

[https://www.cnblogs.com/azraelly/archive/2013/01/01/2841269.html][https_www.cnblogs.com_azraelly_archive_2013_01_01_2841269.html]

[https://www.twblogs.net/a/5d535c8dbd9eee541c317976][https_www.twblogs.net_a_5d535c8dbd9eee541c317976]

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[https_www.twblogs.net_a_5d535c8dbd9eee541c317976]: https://www.twblogs.net/a/5d535c8dbd9eee541c317976