YUV420图像旋转

客官°小女子只卖身不卖艺 2022-06-06 01:36 270阅读 0赞

YUV，分为三个分量，“Y”表示明亮度（Luminance或Luma），也就是灰度值；而“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。与我们熟知的RGB类似，YUV也是一种颜色编码方法，主要用于电视系统以及模拟视频领域，它将亮度信息（Y）与色彩信息（UV）分离，没有UV信息一样可以显示完整的图像，只不过是黑白的，这样的设计很好地解决了彩色电视机与黑白电视的兼容问题。并且，YUV不像RGB那样要求三个独立的视频信号同时传输，所以用YUV方式传送占用极少的频宽。

目前Android手机Camera预览时硬件层传递到java层的图像数据就是yuv格式的，例如 调用Android系统拍照时回传的照片被压缩或者大小不固定，就可以从此处拦截点击拍照那一刻的yuv数据，自己转换成Bitmap使用[（yuv转成Bitmap）][yuv_Bitmap]，避免了图片被压缩和大小不固定的情况。

用图表示yuv存储，下面 以黑点表示采样该像素点的Y分量，以空心圆圈表示采用该像素点的UV分量。  
![这里写图片描述][SouthEast]

三个结论先记好：  
1.YUV 4:4:4采样，每一个Y对应一组UV分量。  
2.YUV 4:2:2采样，每两个Y共用一组UV分量。  
3.YUV 4:2:0采样，每四个Y共用一组UV分量。

在Android开发中相机预览送到onPreviewFrame()中的第一个参数就是YUV420格式的。本文将会重点讲解Android开发中YUV的处理（即YUV420）。  
`Camera.getParameters().setPreviewFormat(ImageFormat.NV21);`

在YUV420中，一个像素点对应一个Y，一个4X4的小方块对应一个U和V。对于所有YUV420图像，它们的Y值排列是完全相同的，因为只有Y的图像就是灰度图像。YUV420sp与YUV420p的数据格式它们的UV排列在原理上是完全不同的。420p它是先把U存放完后，再存放V，也就是说UV它们是连续的。而420sp它是UV、UV这样交替存放的。(见下图) 有了上面的理论，我们就可以准确的计算出一个YUV420在内存中存放的大小。 width \* hight =Y（总和） U = Y / 4 V = Y / 4

所以YUV420 数据在内存中的长度是 width \* hight \* 3 / 2，

假设一个分辨率为8X4的YUV图像，它们的格式如下图：  
**YUV420sp格式如下图**  
![这里写图片描述][SouthEast 1]

下面就是针对YUV420sp的各种角度转换：

//特别提醒旋转90和270后宽高要记得对调，不然会花屏
        private byte[] YUV420spRotate270(byte[] src, int width, int height) {
            int count = 0;
            int uvHeight = height >> 1;
            int imgSize = width * height;
            byte[] des = new byte[imgSize * 3 >> 1];
            //copy y
            for (int j = width - 1; j >= 0; j--) {
                for (int i = 0; i < height; i++) {
                    des[count++] = src[width * i + j];
                }
            }
            //u,v
            for (int j = width - 1; j > 0; j -= 2) {
                for (int i = 0; i < uvHeight; i++) {
                    des[count++] = src[imgSize + width * i + j - 1];
                    des[count++] = src[imgSize + width * i + j];
                }
            }
            return des;
        }
    
        private byte[] rotateYUV420Degree180(byte[] data, int w, int h) {
            int imgSize = w * h;
            int len = imgSize * 3 / 2;//yuv数组长度是图片尺寸的1.5倍
            byte[] yuv = new byte[len];
            int i = 0;
            int count = 0;
            //y
            for (i = imgSize - 1; i >= 0; i--) {
                yuv[count++] = data[i];
            }
            //u,v
            for (i = len - 1; i >= imgSize; i -= 2) {
                yuv[count++] = data[i - 1];
                yuv[count++] = data[i];
            }
            return yuv;
        }
        //特别提醒旋转90和270后宽高要记得对调，不然会花屏
        public byte[] rotateYUV420SP90(byte[] src, int width, int height) {
            int wh = width * height;
            byte[] yuv = new byte[wh * 3 >> 1];
            //旋转Y
            int count = 0;
            for (int i = 0; i < width; i++) {
                for (int j = 0; j < height; j++) {
                    yuv[count++] = src[width * (j + 1) - 1 + i];
                }
            }
            for (int i = 0; i < width; i += 2) {
                for (int j = 0, len = height >> 1, index = 0; j < len; j++) {
                    index = wh + width * j + i;
                    yuv[count] = src[index];
                    yuv[count + 1] = src[index + 1];
                    count += 2;
                }
            }
            return yuv;
        }

可以参考  
[《yuv转Bitmap》][yuv_Bitmap]  
[《yuv概念扫盲》][yuv]  
[《yuv旋转》][yuv 1]  
[http://blog.csdn.net/kl222/article/details/24470305][http_blog.csdn.net_kl222_article_details_24470305]

[yuv_Bitmap]: http://blog.csdn.net/iblade/article/details/66968626
[SouthEast]: /images/20220606/1bd162b4ae014784a9d46816407023bb.png
[SouthEast 1]: /images/20220606/4438a6ca2d8e477085acfc46deaa2672.png
[yuv]: http://www.cnblogs.com/azraelly/archive/2013/01/01/2841269.html
[yuv 1]: http://blog.csdn.net/xh2009cn/article/details/44258715
[http_blog.csdn.net_kl222_article_details_24470305]: http://blog.csdn.net/kl222/article/details/24470305