常見的rgb和yuv格式分析

1、計(jì)算機(jī)彩色顯示器顯示色彩的原理與彩色電視機(jī)一樣，都是采用R（Red）、G（Green）、B（Blue）相加混色的原理：通過發(fā)射出三種不同強(qiáng)度的電子束，使屏幕內(nèi)側(cè)覆蓋的紅、綠、藍(lán)磷光材料發(fā)光而產(chǎn)生色彩。這種色彩的表示方法稱為RGB色彩空間表示（它也是多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)中用得最多的一種色彩空間表示方法）。根據(jù)三基色原理，任意一種色光F都可以用不同分量的R、G、B三色相加混合而成。F=r[R]g[G]b[B]其中，r、g、b分別為三基色參與混合

2、的系數(shù)。當(dāng)三基色分量都為0（最弱）時(shí)混合為黑色光；而當(dāng)三基色分量都為k（最強(qiáng)）時(shí)混合為白色光。調(diào)整r、g、b三個(gè)系數(shù)的值，可以混合出介于黑色光和白色光之間的各種各樣的色光。那么YUV又從何而來呢？在現(xiàn)代彩色電視系統(tǒng)中，通常采用三管彩色攝像機(jī)或彩色CCD攝像機(jī)進(jìn)行攝像，然后把攝得的彩色圖像信號(hào)經(jīng)分色、分別放大校正后得到RGB，再經(jīng)過矩陣變換電路得到亮度信號(hào)Y和兩個(gè)色差信號(hào)B－Y（即U）、R－Y（即V），最后發(fā)送端將亮度和色差三個(gè)信號(hào)分別進(jìn)

3、行編碼，用同一信道發(fā)送出去。這種色彩的表示方法就是所謂的YUV色彩空間表示。采用YUV色彩空間的重要性是它的亮度信號(hào)Y和色度信號(hào)U、V是分離的。如果只有Y信號(hào)分量而沒有U、V分量，那么這樣表示的圖像就是黑白灰度圖像。彩色電視采用YUV空間正是為了用亮度信號(hào)Y解決彩色電視機(jī)與黑白電視機(jī)的兼容問題，使黑白電視機(jī)也能接收彩色電視信號(hào)。YUV與RGB相互轉(zhuǎn)換的公式如下（參考KeithJack的《VideoDemystified》）：Y=0.29

4、9R0.587G0.114BU=0.147R0.289G0.436B=0.492(BY)V=0.615R0.515G0.100B=0.877(RY)R=Y1.14VG=Y0.395U0.581VB=Y2.032U(注：RGB取值范圍均為0~255Y=0~255U=12~112V=157~157)常見的RGB格式有RGB1、RGB4、RGB8、RGB565、RGB555、RGB24、RGB32、ARGB32等；常見的YUV格式有YUY2、

5、YUYV、YVYU、UYVY、AYUV、Y41P、Y411、Y211、IF09、IYUV、YV12、YVU9、YUV411、YUV420等。作為視頻媒體類型的輔助說明類型（Subtype）。表1常見的RGB和YUV格式（這里雖引用了directshow中的YUVsubtype列表，但本文并非針對(duì)directshow來闡述的）#defineRGB565_MASK_RED0xF800#defineRGB565_MASK_GREEN0x07E

6、0#defineRGB565_MASK_BLUE0x001FR=(wPixel取值范圍031G=(wPixel取值范圍063B=wPixel取值范圍031RGB555是另一種16位的RGB格式，RGB分量都用5位表示（剩下的1位不用）。使用一個(gè)字讀出一個(gè)像素后，這個(gè)字的各個(gè)位意義如下：高字節(jié)低字節(jié)XRRRRGGGGGBBBBB（X表示不用，可以忽略）RGB24使用24位來表示一個(gè)像素，RGB分量都用8位表示，取值范圍為0255RGB32

7、使用32位來表示一個(gè)像素，RGB分量各用去8位，剩下的8位不用ARGB32就是帶Alpha通道的下面介紹YUV格式:平常所講的YUVA:B:C的意思一般是指基于4個(gè)象素來講其中Y采樣了A次，U采樣了B次V采樣了C次.YUV格式可以分為打包格式和平面格式。打包格式將YUV分量存放在同一個(gè)數(shù)組中，通常是幾個(gè)相鄰的像素組成一個(gè)宏像素（macropixel）；而平面格使用三個(gè)數(shù)組分開存放YUV三個(gè)分量，就像是一個(gè)三維平面一樣。主要的采樣格式有Y

8、CbCr4:2:0、YCbCr4:2:2、YCbCr4:1:1和YCbCr4:4:4。其中YCbCr4:1:1比較常用，其含義為：每個(gè)點(diǎn)保存一個(gè)8bit的亮度值(也就是Y值)，每2x2個(gè)點(diǎn)保存一個(gè)Cr和Cb值圖像在肉眼中的感覺不會(huì)起太大的變化。所以，原來用RGB(R，G，B都是8bitunsigned)模型，4個(gè)點(diǎn)需要8x3=24bites。而現(xiàn)在僅需要8(84)(84)=12bites平均每個(gè)點(diǎn)占12bites。這樣就把圖像的數(shù)據(jù)壓縮

9、了一半。上邊僅給出了理論上的示例，在實(shí)際數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中是有可能是不同的，下面給出幾種具體的存儲(chǔ)形式：（請(qǐng)參考本文最后的圖例以幫助理解）（1）YUV4:4:4YUV三個(gè)信道的抽樣率相同，因此在生成的圖像里，每個(gè)象素的三個(gè)分量信息完整（每個(gè)分量通常8比特），經(jīng)過8比特量化之后，未經(jīng)壓縮的每個(gè)像素占用3個(gè)字節(jié)。下面的四個(gè)像素為:[Y0U0V0][Y1U1V1][Y2U2V2][Y3U3V3]存放的碼流為:Y0U0V0Y1U1V1Y2U2V2Y3U