YUV原理和格式详解( 二 ) _yuv

【YUV原理和格式详解】YUV 4:2:0 采样
YUV 4:2:0 采样，并不是指只采样 U 分量而不采样 V 分量。而是指，在每一行扫描时，只扫描一种色度分量（U 或者 V），和 Y 分量按照 2 : 1 的方式采样。比如，第一行扫描时，YU 按照 2 : 1 的方式采样，那么第二行扫描时，YV 分量按照 2:1 的方式采样。对于每个色度分量来说，它的水平方向和竖直方向的采样和 Y 分量相比都是 2:1。
Y 分量用叉表示，UV 分量用圆圈表示。

文章插图
举个例子：
假设图像像素为：
[Y0 U0 V0]、[Y1 U1 V1]、 [Y2 U2 V2]、 [Y3 U3 V3][Y5 U5 V5]、[Y6 U6 V6]、 [Y7 U7 V7] 、[Y8 U8 V8]
那么采样的码流为：Y0 U0 Y1 Y2 U2 Y3 Y5 V5 Y6 Y7 V7 Y8
其中，每采样过一个像素点，都会采样其 Y 分量，而 U、V 分量就会间隔一行按照 2 : 1 进行采样。
最后映射出的像素点为：
[Y0 U0 V5]、[Y1 U0 V5]、[Y2 U2 V7]、[Y3 U2 V7][Y5 U0 V5]、[Y6 U0 V6]、[Y7 U2 V7]、[Y8 U2 V8]
从映射出的像素点中可以看到，四个 Y 分量是共用了一套 UV 分量，而且是按照 2*2 的小方格的形式分布的，相比 YUV 4:2:2 采样中两个 Y 分量共用一套 UV 分量，这样更能够节省空间。
一张 1280 * 720 大小的图片，在 YUV 4:2:0 采样时的大小为：
（1280 * 720 * 8 + 1280 * 720 * 0.25 * 8 * 2）/ 8 / 1024 / 1024 = 1.32MB。
YUV的存储格式
（打包格式）：连续存储每个像素点的Y、U、V分量，丢弃的分量不存储。
形如YUYV YUYV YUYV YUYV
形如
（平面格式）：先存储所有像素点的Ｙ分量，在存储所有像素点的Ｕ分量，最后存储所有像素点的Ｖ分量。
形如 UUUU VVVV
形如 UU VV
（半平面格式）：先存储所有像素点的Y分量，在交错存储U、V分量
形如
形如 UVUV
平面格式
平面格式有时也称为三面格式（），即 Y, U, V 三个分量各自使用单独的数组保存，这种三平面分离的格式比较方便视频编码。
YＶ12 (I420)
YV12 ：亮度（行×列）＋ V（行×列/4) + U（行×列/4）
I420 ：亮度（行×列）＋ U（行×列/4) + V（行×列/4）
可以看出，YV12和I420基本上是一样的，就是UV的顺序不同。
YＶ12 即 I420，也叫 IYUV，属于格式。三个平面，分别存储 Y U V 分量。每四个 Y 分量共享一组 UV 分量。U、V 平面的 , width 和都是 Y 平面的一半，因此一个像素 12 bits，内存排列如下图所示：
从图中可看出，U、V 平面的每行字节数（）、高（）都是 Y 平面的一半。I420 是音视频开发中常用的一种格式。
J420
J420 与 I420 完全相同，但具有完整范围（0-255，full range）的亮度（Y）分量，而不是有限范围（16-240，range，在 iOS 上也叫做 video range）。色度（UV）分量与 I420 中的完全相同。
IMC1
IMC1 与 I420 类似，U, V 平面的宽（width）、高（）是 Y 平面的一半，但是每行字节数（）与 Y 平面一致，因此 U, V 平面在内存上会有留空（），因此一个像素 16 bits，如图所示：
IMC3
IMC3 与 IMC1 几乎一样，仅改变了 U, V 平面的顺序。内存排列如下图所示：

文章插图
I422
I422 属于格式。三个平面，分别存储 Y U V 分量。每两个 Y 分量共享一组 UV 分量。U、V 平面的 , width 是 Y 平面的一半，但与 Y 平面一致，因此一个像素 16 bits，内存排列如下图所示：
从图中可看出，U、V 平面的每行字节数（）是 Y 平面的一半，高（）与 Y 平面一致。
J422
J422 与 I422 完全相同，但具有完整范围（0-255，full range）的亮度（Y）分量，而不是有限范围（16-240，range，在 iOS 上也叫做 video range）。色度（UV）分量与 I420 中的完全相同。