yuv格式詳解

1、YUVYUV格式詳解格式詳解1.什么是RGB？RGB是紅綠藍(lán)三原色的意思，R=Red、G=Green、B=Blue。2.什么是YUVYCbCrYPbPr？亮度信號(hào)經(jīng)常被稱作Y，色度信號(hào)是由兩個(gè)互相獨(dú)立的信號(hào)組成。視顏色系統(tǒng)和格式不同，兩種色度信號(hào)經(jīng)常被稱作U和V或Pb和Pr或Cb和Cr。這些都是由不同的編碼格式所產(chǎn)生的，但是實(shí)際上，他們的概念基本相同。在DVD中，色度信號(hào)被存儲(chǔ)成Cb和Cr（C代表顏色，b代表藍(lán)色，r代表紅色）。3.什么

2、是4:4:4、4:2:2、4:2:0？在最近十年中，視頻工程師發(fā)現(xiàn)人眼對(duì)色度的敏感程度要低于對(duì)亮度的敏感程度。在生理學(xué)中，有一條規(guī)律，那就是人類視網(wǎng)膜上的視網(wǎng)膜桿細(xì)胞要多于視網(wǎng)膜錐細(xì)胞，說(shuō)得通俗一些，視網(wǎng)膜桿細(xì)胞的作用就是識(shí)別亮度，而視網(wǎng)膜錐細(xì)胞的作用就是識(shí)別色度。所以，你的眼睛對(duì)于亮和暗的分辨要比對(duì)顏色的分辨精細(xì)一些。正是因?yàn)檫@個(gè)，在我們的視頻存儲(chǔ)中，沒有必要存儲(chǔ)全部顏色信號(hào)。既然眼睛看不見，那為什么要浪費(fèi)存儲(chǔ)空間（或者說(shuō)是金錢）來(lái)存

3、儲(chǔ)它們呢？像Beta或VHS之類的消費(fèi)用錄像帶就得益于將錄像帶上的更多帶寬留給黑—白信號(hào)（被稱作“亮度”），將稍少的帶寬留給彩色信號(hào)（被稱作“色度”）。在MPEG2（也就是DVD使用的壓縮格式）當(dāng)中，Y、Cb、Cr信號(hào)是分開儲(chǔ)存的（這就是為什么分量視頻傳輸需要三條電纜）。其中Y信號(hào)是黑白信號(hào)，是以全分辨率存儲(chǔ)的。但是，由于人眼對(duì)于彩色信息的敏感度較低，色度信號(hào)并不是用全分辨率存儲(chǔ)的。色度信號(hào)分辨率最高的格式是4:4:4，也就是說(shuō)，每4點(diǎn)

4、Y采樣，就有相對(duì)應(yīng)的4點(diǎn)Cb和4點(diǎn)Cr。換句話說(shuō)，在這種格式中，色度信號(hào)的分辨率和亮度信號(hào)的分辨率是相同的。這種格式主要應(yīng)用在視頻處理設(shè)備內(nèi)部，避免畫面質(zhì)量在處理過(guò)程中降低。當(dāng)圖像被存儲(chǔ)到MasterTape，比如D1或者D5，的時(shí)候，顏色信號(hào)通常被削減為4:2:2。色度信號(hào)分辨率最低的格式，也就是DVD所使用的格式，就是4:2:0了。事實(shí)上4:2:0是一個(gè)混亂的稱呼，按照字面上理解，4:2:0應(yīng)該是每4點(diǎn)Y采樣，就有2點(diǎn)Cb和0點(diǎn)Cr

5、，但事實(shí)上完全不是這樣。事實(shí)上，4:2:0的意思是，色度采樣在每條橫向掃描線上只有亮度采樣的一半，掃描線的條數(shù)上，也只有亮度的一半！換句話說(shuō)，無(wú)論是橫向還是縱向，色度信號(hào)的分辨率都只有亮度信號(hào)的一半。舉個(gè)例子，如果整張畫面的尺寸是720480，那么亮度信號(hào)是720480，色度信號(hào)只有360240。在4:2:0中，“缺失”的色度采樣不單單要由左右相鄰的采樣通過(guò)內(nèi)插補(bǔ)點(diǎn)計(jì)算補(bǔ)充，整行的色度采樣也要通過(guò)它上下兩行的色度采樣通過(guò)內(nèi)插補(bǔ)點(diǎn)運(yùn)算獲得

6、。這樣做的原因是為了最經(jīng)濟(jì)有效地利用DVD的存儲(chǔ)空間。誠(chéng)然，4:4:4的效果很棒，但是如果要用4:4:4存儲(chǔ)一部電影，我們的DVD盤的直徑至少要有兩英尺（六十多厘米）！上圖表示了概念上4:2:0顏色格式，非交錯(cuò)畫面中亮度、色度采樣信號(hào)的排列情況。同4:2:2格式一樣，每條掃描線中，只有一半的色度采樣信息。與4:2:2不同的是，不光是橫向的色度信息被“扔掉”了一半，縱向的色度信息也被“扔掉”了一半，整個(gè)屏幕中色度采樣只有亮度采樣的四分之一

7、。請(qǐng)注意，在4:2:0顏色格式中，色度采樣被放在了兩條掃描線中間。為什么會(huì)這樣呢？很簡(jiǎn)單：DVD盤上的顏色采樣是由其上下兩條掃描線的顏色信息“平均”而來(lái)的。比如，圖三中，第一行顏色采樣（Line1和Line2中間夾著的那行）是由Line1和Line2“平均”得到的，第二行顏色采樣（Line3和Line4中間夾著的那行）也是同樣的道理，是由Line3和Line4得到的。雖然文章中多次提到“平均”這個(gè)概念，但是這個(gè)“平均”可不是我們通常意義

8、上的(aB)2的平均。顏色的處理有極其復(fù)雜的算法保證其最大限度地減少失真，接近原始質(zhì)量。[center]4.什么是YV12，什么是YUY2？YUV格式通常有兩大類：打包（packed）格式和平面（planar）格式。前者將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）；而后者使用三個(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。表2.3中的YUY2到Y(jié)211都是打包格式，而IF09到Y(jié)VU

9、9都是平面格式。（注意：在介紹各種具體格式時(shí)，YUV各分量都會(huì)帶有下標(biāo)，如Y0、U0、V0表示第一個(gè)像素的YUV分量，Y1、U1、V1表示第二個(gè)像素的YUV分量，以此類推。）YUY2（和YUYV）格式為每個(gè)像素保留Y分量，而UV分量在水平方向上每?jī)蓚€(gè)像素采樣一次。一個(gè)宏像素為4個(gè)字節(jié)，實(shí)際表示2個(gè)像素。（4:2:2的意思為一個(gè)宏像素中有4個(gè)Y分量、2個(gè)U分量和2個(gè)V分量。）圖像數(shù)據(jù)中YUV2分量排列順序如下：Y0U0Y1V0Y2U2Y3