灰度图转YUV420格式

理解灰度图与YUV420的格式特性

• 灰度图：仅包含亮度信息（Y分量），每个像素对应一个Y值，无U/V分量。
• YUV420：由Y、U、V三个平面组成，其中Y分辨率与原图一致，而U和V的分辨率是Y的1/2（每2x2的Y块共享一个U和一个V。常见的存储布局包括I420（Planar）和NV21（Semi-Planar）。

转换的核心逻辑

由于灰度图缺少U/V分量，需手动生成中性色度值（通常为128，表示无色彩偏移），并按YUV420的格式排列数据：

1. 提取灰度图的Y分量
   若灰度图是单通道的byte[]或ByteBuffer，可直接作为Y平面数据。
2. 生成U/V平面
   创建大小为(width/2) * (height/2)的U和V数组，填充值为128。
3. 组合为YUV420格式
   根据目标格式（如I420或NV21）合并Y、U、V数据：
   I420：Y平面 + U平面 + V平面。
   NV21：Y平面 + VU交替排列的平面。

代码实现示例

// 假设灰度图数据为单通道的byte数组grayY
int width = 640;
int height = 480;
byte[] grayY = ...; // 输入灰度图的Y数据

// 生成U和V平面（填充中性值128）
int uvSize = (width / 2) * (height / 2);
byte[] uPlane = new byte[uvSize];
byte[] vPlane = new byte[uvSize];
Arrays.fill(uPlane, (byte) 128);
Arrays.fill(vPlane, (byte) 128);

// 合并为I420格式的字节数组,直接操作ByteBuffer可避免频繁内存分配，提升处理速度，尤其适用于实时视频流场景
ByteBuffer yuvBuffer = ByteBuffer.allocate(width * height + 2 * uvSize);
yuvBuffer.put(grayY);
yuvBuffer.put(uPlane);
yuvBuffer.put(vPlane);
byte[] yuv420Data = yuvBuffer.array();