视音频数据存储基本知识整理

一、视频（图像）

    1、颜色分量

    原始视频信源采集后的数据为RGB格式，每一帧图像都分成红、绿、蓝3个通道，RGB三个分量分别用8bit来表示，其取值范围为0--255。

    为了将色度信号和亮度信号分开，将三基色RGB信号转成YUV信号，YUV，分为三个分量，“Y”表示明亮度（Luminance或Luma），也就是灰度值；而“U”和“V”表示的则是色度（Chrominance或Chroma），作用是描述影像色彩及饱和度，用于指定像素的颜色。转换关系如下：

    Y＝0.299R+0.587G+0.114B

    U＝-0.1678R-0.3313G+0.5B

    V＝0.5R-0.4187G-0.0813B

    在对亮度分量信号进行8比特均匀量化时，共分为256个等间隔的量化级。在数字电视显示时，为了防止信号变动造成过载，在256级上端留20级，下端留16级作为信号超越动态范围的保护带。而在对该信号进行传送时，则不用预留保护带，范围直接是0-255。

    色差信号经过归一化处理后，动态范围为-0.5－0.5，让色差零电平对应码电平128，色差信号总共占225个量化级。在256级上端留15级，下端留16级作为信号超越动态范围的保护带。另外，要表示负数不方便，所以上抬128电平。对该信号进行传送时，则不用预留保护带，范围直接是0-255。

  2、色度采样

    人眼对彩色细节分辨率低于对亮度细节分辨率，所以为了节约带宽，将人眼敏感的亮度信号用宽带传送，人眼不敏感的色差信号用窄带传送，来保证质量。

    由于人眼对彩色信号不敏感，所以可以采用色度采样：

    简单来说，就是：

    YUV 4:4:4采样，每一个Y对应一组UV分量。

    YUV 4:2:2采样，每两个Y共用一组UV分量。 

    YUV 4:2:0采样，每四个Y共用一组UV分量。