【C语言】之深入探讨 yuv 之间的关系和转换

Dear 丶 2022-06-01 01:23 116阅读 0赞

YUV信号：

准确来说，YUV是一种颜色编码方法，而yuv信号是由RGB经过矩阵变换电路(先不用去理它是如何转换的)得到的亮度信号Y和两个色差信号U(blue-Y)、V(red-Y)

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屏幕分辨率：

我们经常说屏幕的分辨率：1204x768 等，指的是整个屏幕的有768行像素，每行有1024个像素，如果图像像素为RGB格式(*准确来说是RGB888：表示R、G、B各占8个比特位*)的话：每个像素由R(red)、G(green)、B(blue)构成，R、G、B各占一个字节，所以一个像素需要3个字节空间，整个屏幕算下来需要：1024x768x3 这么多个字节空间来存储。同理 yuv：每个像素由 Y、U、V构成， Y、U、V 同样各占一个字节。

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yuv444:

'444’可以理解为：每四个像素里 y、u、v 的个数比例为 4:4:4，看一下下面四个像素点：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left"><font>[y0u0v0] [y1u1v1] [y2u2v2] [y3u3v3] // 注意下标由0开始计数 </font></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

注意这里的每个像素的 y、u、v 都是完整的!

再来看一下 yuv422（*相信大家应该知道其含义了吧：每四个像素里 y、u、v 的个数比例为 4:2:2*），就是说yuv422四个像素里是这样构成的：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left"><font>[y0u0--] [y1--v1] [y2u2--] [y3--v3] // '-'表示缺省值 </font></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

第一个像素点去掉 u，第二个像素点去掉 v，下一个像素点去掉 u，再下一个像素点去掉v，以此类推；这里，就有人会问了，这样不就会存在色差吗？当然，肯开会存在色差的，但并不明显，一般人眼是无法分辨出来。

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映射像素点

什么是映射？为什么要映射？我们知道，要构成一个像素点，对于yuv格式来说，必须要y、u、v来组成。那么对于缺掉u、v的yuv422来说，想要构成完整的yuv就要相邻两个像素之间互相共用，比如：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left"><font> [y0u0--] [y1--v1] 两个像素映射出来就是：[y0u0v1] [y1u0v1] <br>[y2u2--] [y3--v3] 两个像素映射出来就是：[y2u2v3] [y3u2v3] </font></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

第一个像素点共用下一个像素掉的v，第二个像素点的共用前一个像素掉的u；

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yuv420：

那什么又是yuv420呢？yuv420可不是每四个像素之间y、u、v的个数比例为：4:2:0，它比较复杂一点，因为它是在yuv422基础上然后按照一行一行来取舍的：一行去掉u，一行去掉v。也就是说：假如，第一行全部u去掉，那么第二行的v就全部去掉，而再下一行的u全部去掉，像素存放像下面这样：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left"><font> yuv444： <br>第一行：[y00u00v00] [y01u01v01] [y02u02v02] [y03u03v03] [y04u04v04] [y05u05v05] <br>第二行：[y06u06v06] [y07u07v07] [y08u08v08] [y09u09v09] [y10u10v10] [y11u11v11] <br>yuv422: <br>第一行：[y00u00---] [y01---v01] [y02u02---] [y03---v03] [y04u04---] [y05---v05] <br>第二行：[y06---v06] [y07u07---] [y08---v08] [y09u09---] [y10---v10] [y11u11---] <br>yuv420: <br>第一行：[y00u00---] [y01------] [y02u02---] [y03------] [y04u04---] [y05------] <br>第二行：[y06---v06] [y07------] [y08---v08] [y09------] [y10---v10] [y11------] <br>以此类推下去...... </font></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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yuv420反推其映射像素点

既然yuv420是以行来处理的，那么映射时就是相邻两行每两个像素之间来互相共用u、v，比如这样：

映射为：

映射原理是这样的：一行的两个像素点和相邻下一行的相同位置的两个像素点之间u、v共用，是不是有点晕-\_-，打个比方说：第一行的第一二个像素点，和第二行的第一二个像素点(必须是第一二个)之间只会存在一个 u， 一个 v，所以像素点间缺什么就补什么。