常用视频像素格式NV12、NV21、I420、YV12、YUYV

妖狐艹你老母 2022-12-10 01:22 787阅读 0赞

像素格式描述了像素数据存储所用的格式，定义了像素在内存中的编码方式。RGB和YUV为两种经常使用的像素格式。

**RGB格式**  
一般较为熟悉，RGB图像具有三个通道R、G、B，分别对应红、绿、蓝三个分量，由三个分量的值决定颜色；通常，会给RGB图像加一个通道alpha，即透明度，于是共有四个分量共同控制颜色。

**YUV格式**  
(YCrCb)是指将亮度参量Y和色度参量U/V分开表示的像素格式，主要用于优化彩色视频信号的传输。  
YUV像素格式来源于RGB像素格式，通过公式运算，YUV三分量可以还原出RGB，YUV转RGB的公式如下：

R = Y + 1.403V
    G = Y - 0.344U - 0.714V
    B = Y + 1.770U

一般，将RGB和YUV的范围均限制在\[0, 255\]间，则有如下转换公式：

R = Y + 1.403(V - 128）
    G = Y - 0.344(U - 128) - 0.714(V - 128)
    B = Y + 1.770(U - 128)

鉴于RGB格式已经见得见多，本文主要总结YUV常见的几种像素格式。

**YUV采样**

YUV相比于RGB格式最大的好处是可以做到在保持图像质量降低不明显的前提下，减小文件大小。TUV格式之所以能够做到，是因为进行了采样操作。

YUV码流的存储格式与其采样方式密切相关，主流的采样方式有三种：YUV 4:4:4\*\*(YUV444)**，YUV 4:2:2**(YUV422)**，YUV 4:2:0**(YUV420)\*\*。

若以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，则这三种采样方式如下：  
![YUV采样][YUV]  
即：

*  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。

**YUV存储格式**

YUV存储可以分为两种：packed（打包）和planar（平面）；

*  packed：Y、U、V分量穿插着排列，三个分量存在一个Byte型数组里；
 *  planar：Y、U、V分量分别存在三个Byte型数组中；

**常见的像素格式**

**1.YUV422**：YUYV、YVYU、UYVY、VYUY

> 这四种格式每一种又可以分为2类（packed和planar），以**YUYV**为例，一个6\*4的图像的存储方式如下：
> 
>     Y Y Y Y Y Y                   
>     Y Y Y Y Y Y                  
>     Y Y Y Y Y Y                   
>     Y Y Y Y Y Y                    
>     U U U U U U                  Y U Y V Y U Y V Y U Y V
>     U U U U U U                  Y U Y V Y U Y V Y U Y V
>     V V V V V V                  Y U Y V Y U Y V Y U Y V
>     V V V V V V                  Y U Y V Y U Y V Y U Y V
>     - Planar -                          - Packed -

**2. YUV420**

>  *  YUV420p: I420、YV12
>  *  YUV420sp: NV12、NV21
> 
> 同样，对于一个6\*4的图像，这四种像素格式的存储方式如下：
> 
>     Y Y Y Y Y Y      Y Y Y Y Y Y      Y Y Y Y Y Y      Y Y Y Y Y Y
>     Y Y Y Y Y Y      Y Y Y Y Y Y      Y Y Y Y Y Y      Y Y Y Y Y Y
>     Y Y Y Y Y Y      Y Y Y Y Y Y      Y Y Y Y Y Y      Y Y Y Y Y Y
>     Y Y Y Y Y Y      Y Y Y Y Y Y      Y Y Y Y Y Y      Y Y Y Y Y Y
>     U U U U U U      V V V V V V      U V U V U V      V U V U V U
>     V V V V V V      U U U U U U      U V U V U V      V U V U V U
>      - I420 -          - YV12 -         - NV12 -         - NV21 -
> 
> **注：**
> 
>  *  I420、YV12三个分量均为平面格式，即分别存在三个Byte型数组中；
>  *  NV12、NV21的存储格式为Y平面，UV打包，即Y信息存储在一个数组中，UV信息存储在一个矩阵中。

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[YUV]: /images/20221123/2c8d27909f734786bd9db9e977f043a4.png
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