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我们都知道RGB格式表示色彩，但是之前的显示器只能解析灰白的图像，为了兼容老旧设备，自然不能用RGB格式表示图像，于是YUV出现了。它可以将RGB三个分量转换成YUV三个分量，对于可以显示彩色的设备，解析Y、U、V三个分量，显示出彩色；对于老旧黑白设备，仅解析Y分量，就可以显示出黑白的图像。

YUV和YCbCr、YPbPr几个概念是一样的，Y表示亮度（Luminance），也就是灰度，U是色度（Chrominance），V是浓度（Chroma），而人眼对亮度分量Y的敏感度是高于UV分量的，所以YUV相对于RGB还可以减少数据量

RGB转YUV

Y = 0.299R + 0.587G + 0.114*B

U = -0.147R - 0.289G + 0.436B = 0.492(B-Y)

V = 0.615R - 0.515G - 0.100B = 0.877(R-Y)

YUV转RGB

R = Y + 1.140*V

G = Y - 0.394U - 0.581V

B = Y + 2.032*U

格式

分类

  • YUV444

    Y + U + V = 8 + 8 + 8 = 24bits = 3字节

  • YUV422

    Y + 0.5U + 0.5V = 8 + 4 + 4 = 16bits = 2字节

  • YUV420

    Y + 0.25U + 0.25V = 8 + 2 + 2 = 12bits = 1.5 字节

存储

YUV的存储形式分为Packed(打包)格式和Planar(平面)格式

  • Packed: YUV-YUV-YUV-YUV（交替存储）
  • Planar:
    • Planar: YYYY-UUUU-VVVV（连续存储）
    • Semi-Planar: YYYY-UVUVUVUV（Y连续存储，UV交替存储）

YUV422常用格式

  • Packed格式：

    1.YUYV: Y0 U0 Y1 V0 Y2 U2 Y3 V2

    2.UYVY: U0 Y0 V0 Y1 U2 Y2 V2 Y3

  • Planar格式：

    3.YUV422P(I422): Y Y Y Y U U V V

YUV420常用格式

  • Planar格式（YUV420P）：

    1.YU12(I420): Y Y Y Y Y Y Y Y U U V V

    2.YV12: Y Y Y Y Y Y Y Y V V U U

  • Semi-Planar格式(YUV420SP)：

    1.NV12: Y Y Y Y Y Y Y Y U V U V ————iOS使用

    2.NV21: Y Y Y Y Y Y Y Y V U V U ————Android使用

YUV图像处理

以YU12格式（也即I420）为例，介绍一下常用的YUV图像处理方法，图像宽为width，高height，则占用存储空间大小为 width*height*3/2 bytes

YUV分量提取

存储0~width*height*1，即Y分量

存储width*height*1~width*height*5/4，即U分量

存储width*height*5/4~width*height*3/2，即V分量

转灰度图

将width*height*1~width*height*3/2置128

U\V一个字节取值范围为0~255，128代表无色