yuv420p 详解_图文详解YUV420数据格式

一.YUV格式与RGB格式的换算

RGB 转换成 YUVY = (0.257 * R) + (0.504 * G) + (0.098 * B) + 16

Cr = V = (0.439 * R) - (0.368 * G) - (0.071 * B) + 128

Cb = U = -( 0.148 * R) - (0.291 * G) + (0.439 * B) + 128YUV 转换成 RGBB = 1.164(Y - 16) + 2.018(U - 128)

G = 1.164(Y - 16) - 0.813(V - 128) - 0.391(U - 128)

R = 1.164(Y - 16) + 1.596(V - 128)

RGB取值范围均为0~255,Y=0~255,U=-122~+122,V=-157~+157以下是经过简化的公式,运算量比上述公式要小一些。

RGB转YUVY = 0.299R + 0.587G + 0.114B

U'= (BY)*0.565

V'= (RY)*0.713YUV转RGBR = Y + 1.403V'

G = Y - 0.344U' - 0.714V'

B = Y + 1.770U'

RGB转灰度整数算法

而实际应用时，希望避免低速的浮点运算，所以需要整数算法。

注意到系数都是3位精度的没有，我们可以将它们缩放1000倍来实现整数运算算法：

Gray = (R*299 + G*587 + B*114 + 500) / 1000

RGB一般是8位精度，现在缩放1000倍，所以上面的运算是32位整型的运算。注意后面那个除法是整数除法，所以需要加上500来实现四舍五入。

就是由于该算法需要32位运算，所以该公式的另一个变种很流行：

Gray = (R*30 + G*59 + B*11 + 50) / 100

但是，虽说上一个公式是32位整数运算，但是根据80x86体系的整数乘除指令的特点，是可以用16位整数乘除指令来运算的。而且现在32位早普及了(AMD64都出来了)，所以推荐使用上一个公式。

如果只有Y信号分量而没有U、V分量，那么这样表示的图像就是黑白灰度图像。因此用YUV格式由彩色转黑白信号相当简单.

在技术文档里，YUV经常有另外的名字, YCbCr ,其中Y与YUV 中的Y含义一致，Cb , Cr

同样都指色彩,，只是在表示方法上不同而已，Cb Cr

就是本来理论上的“分量/色差”的标识。C代表分量(是component的缩写)Cr、Cb分别对应r(红)、b(蓝)分量信号，Y除了g(绿)分量信

号，还叠加了亮度信号。

还有一种格式是YPbPr格式,它与YCbPr格式的区别在于,其中YCbCr是隔行信号，YPbPr是逐行信号。

数字信号都是YCbCr ，其应用领域很广泛，JPEG、MPEG均采用此格式。在后文中，如无特别指明，讲的YUV都是指YCbCr格式。

而YPbPr一般是模拟信号，我引用两段来说明两者区别

什么是YCbCr?

YCbCr表示隔行分量端子，是属于YUV经过缩放和偏移的翻版，常说的YUV也称

作YCbCr。其中Y与YUV 中的Y含义一致，Cb , Cr 同样都指色彩,，只是在表示方法上不同而已，Cb Cr

就是本来理论上的“分量/色差”的标识。C代表分量(是component的缩写)Cr、Cb分别对应r(红)、b(蓝)分量信号，Y除了g(绿)分量信

号，还叠加了亮度信号。

其中YCbCr是隔行信号，YPbPr是逐行信号。YCbCr 是在计算机系统中应用最多的一种信号，其应用领域很广泛，JPEG、MPEG均采用此格式。

什么是YPbPr?

Y'CbCr 在模拟分量视频(analog component

video)中也常被称为YPbPr，YPbPr是将模拟的Y、PB、PR信号分开，使用三条线缆来独立传输，保障了色彩还原的准确性，YPbPr表示逐

行扫描色差输出.YPbPr接口可以看做是S端子的扩展，与S端子相比，要多传输PB、PR两种信号，避免了两路色差混合解码并再次分离的过程，也保持了

色度通道的最大带宽，只需要经过反矩阵解码电路就可以还原为RGB三原色信号而成像，这就最大限度地缩短了视频源到显示器成像之间的视频信号通道，避免了

因繁琐的传输过程所带来的图像失真，保障了色彩还原的准确，目前几乎所有大屏幕电视都支持色差输入。

二.YUV的存储格式

RGB格式中，一个24bpp像素要占用4字节空间。在YUV格式中,可以对于UV分量的数据压缩,但是对图像整体质量影响不大，这样YUV所占的空间就比RGB要小一些

不过RGB中 16bpp的 565格式每一个点只占2个字节，从这一点看也没有省多少。不过视频应用都是清一色的YUV应用。因此YUV的处理还是一个比较重要课题。

YUV的存储中与RGB格式最大不同在于，RGB格式每个点的数据是连继保存在一起的。即R，G，B是前后不间隔的保存在2-4byte空间中。而YUV

的数据中为了节约空间，U，V分量空间会减小。每一个点的Y分量独立保存，但连续几个点的U，V分量是保存在一起的，(反正人眼一般也看不出区别).这几

个点合起来称为macro-pixel， 这种存储格式称为Packed格式。

另外一种存储格式是把一幅图像中Y，U，V分别用三个独立的数组表示。这种模式称为planar模式。

YUV格式有两大类：planar和packed。对于planar的YUV格式，先连续存储所有像素点的Y，紧接着存储所有像素点的U，随后是所有像素点的V。

对于packed的YUV格式，每个像素点的Y,U,V是连续交*存储的。

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。

与我们熟知的RGB类似，YU