YUV简介

一、简介

• YUV格式：一种彩色编码系统，主要用在视频、图形处理流水线中(pipeline)。Y表示明亮度（单取此通道即可得灰度图），U和V则是描述图像的色彩饱和度。
• 与RGB的区别：人眼的视觉特点是对亮度敏感，对位置、色彩相对来说不敏感。YUV利用这一特点，将颜色的亮度信息、色彩信息分开处理，在人眼察觉不到的前提下，削减了颜色的色彩信息的数据量，达到了减小图像数据量的目的。
• 运用场景：数据传输，采集到的视频数据一般是 RGB24，为了节省带宽，一般需要经过 编码转换（RGB2YUV） 为 NV12 进行传输；应用时一般需要经过 解码转换（YUV2RGB） 为 RGB 用于显示或后续算法。

二、YUV数据格式

• 格式树 YUV 格式树

• YUV码流的存储格式其实与其采样的方式密切相关，主流的采样方式有三种，YUV4:4:4，YUV4:2:2，YUV4:2:0：

• YUV 4:4:4采样：每一个Y对应一组UV分量。每个像素点有一个Y分量+一个U分量+一个V分量，所以YUV4:4:4和rgb一样每个像素点占用3个字节

  
  YUV 4:4:4采样

• YUV 4:2:2采样：每两个Y共用一组UV分量；一个像素占用两个字节

  
  YUV 4:2:2采样

• YUV 4:2:0采样：每四个Y共用一组UV分量；每个像素点占用1.5个字节空间

  
  YUV 4:2:0采样

• YUV格式数据存储方式：

• planar(打包格式)：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。（YYYYUUVV）
• packed(平面格式)：每个像素点的Y,U,V是连续交叉存储的。（YUVYUVYUVYUV）
• semi-planar(半平面格式)：先连续存储所有像素点的 Y，紧接着连续交叉存储所有像素点的U,V（YYYYUV）

• YUV420格式又可以细分为YUV420P和YUV420SP两种类型。
  YUV420P是三平面存储，Y、U、V三个分量分别占用一个平面。数据的排列方式有I420，YV12：

YU12 (I420)，YYYYYYYY UUVV
YV12，YYYYYYYY VVUU

• YUV420SP是两平面存储，Y分量占用一个平面，UV分量公用一个平面。有两种排列方式NV12、NV21：

NV12，YYYYYYYY UVUV
NV21，YYYYYYYY VUVU

• NV21：目前只有Android摄像头产生的数据是这个格式
• yuv411 表示 4 比 1 比 1 的 yuv 取样，水平每 4 个像素（即 4x1 的 4 个像素）中 y 取样 4 个，u 取样 1 个，v 取样 1 个

• yuv420 表示 4 比 2 比 0 的 yuv 取样，水平每 2 个像素与垂直每 2 个像素（即 2x2 的 2 个像素）中 y 取样 4 个，u 取样 1 个，v 取样 1 个

  
  I420

三、RGB简介

• RGB：当前主流的标准表示方法，用于交换真彩色和 JPEG 或者 TIFF 等图像文件格式里的通用颜色。它可以产生一千六百万种颜色组合，对人类的眼睛来说，其中有许多颜色已经无法确切地分辨了。RGB 常见的展现方式分为 16 位模式和 32 位模式（32 位模式中主要用其中 24 位来表示 RGB）。16 位模式（RGB565、BGR565、ARGB1555、ABGR1555）分配给每种原色各为 5 位，其中绿色为 6 位，因为人眼对绿色分辨的色调更敏感。但某些情况下每种原色各占 5 位，余下的 1 位不使用或者表示 Alpha 通道透明度。32 位模式（ARGB8888），实际就是 24 位模式，余下的 8 位不分配到象素中，这种模式是为了提高数据处理的速度。同样在一些特殊情况下，在有些设备中或者图像色彩处理内存中，余下的 8 位用来表示象素的透明度（Alpha 通道透明度）。

  
  RGB

参考：

• 一文读懂 YUV 的采样与格式：https://cloud.tencent.com/developer/article/1442041?areaSource=&traceId=
• YUV_420_888介绍及YUV420转RGBA： https://www.jianshu.com/p/944ede616261