YUV 数据分析

简介：

YUV的原理是把亮度与色度分离，研究证明,人眼对亮度的敏感超过色度。利用这个原理，可以把色度信息减少一点，人眼也无法查觉这一点。YUV三个字母中，其中”Y”表示明亮度，也就是灰阶值；而”U”和”V”表示的则是色度，作用是描述影像色彩及饱和度，用于指定像素的颜色。用这个三个字母好象就是通道命令重点内容 ，咱们平时看到的YUV444、YUV422、YUV420，是指YUV所占的比例，色度信号分辨率最高的格式是4:4:4，也就是说，每4点Y采样，就有相对应的4点Cb和4点Cr。换句话说，在这种格式中，色度信号的分辨率和亮度信号的分辨率是相同的

YUV的操作

YUV的分离的分离与视频帧的宽高有关

YUV420P的分离

如果视频帧的宽和高分别为w和h，那么一帧YUV420P像素数据一共占用wh3/2 Byte的数据。其中前wh Byte存储Y，接着的wh1/4 Byte存储U，最后wh*1/4 Byte存储V

YUV444P的分离

如果视频帧的宽和高分别为w和h，那么一帧YUV444P像素数据一共占用wh3 Byte的数据。其中前wh Byte存储Y，接着的wh Byte存储U，最后w*h Byte存储V

YUV去除颜色原理

用memset()函数讲U和V的数据全部设置为128，这是因为U、V是图像中的经过偏置处理的色度分量。色度分量在偏置处理前的取值范围是-128至127，这时候的无色对应的是“0”值。经过偏置后色度分量取值变成了0至255，因而此时的无色对应的就是128了。

YUV420P像素数据的亮度减半

将图像的每个像素的Y值取出来分别进行除以2

PSNR

PSNR是最基本的视频质量评价方法,PSNR通常用于质量评价，就是计算受损图像与原始图像之间的差别，以此来评价受损图像的质量,PSNR取值通常情况下都在20-50的范围内，取值越高，代表两张图像越接近，反映出受损图像质量越好。

MSE计算公式.png
psnr计算公式.png

分离RGB24像素数据中的R、G、B分量

从代码可以看出，与YUV420P三个分量分开存储不同，RGB24格式的每个像素的三个分量是连续存储的。一帧宽高分别为w、h的RGB24图像一共占用wh3 Byte的存储空间。RGB24格式规定首先存储第一个像素的R、G、B，然后存储第二个像素的R、G、B…以此类推。类似于YUV420P的存储方式称为Planar方式，而类似于RGB24的存储方式称为Packed方式。

RGB24格式像素和BMP图像的关系

BMP图像内部实际上存储的就是RGB数据,BMP文件是由BITMAPFILEHEADER、BITMAPINFOHEADER、RGB像素数据共3个部分构成。

RGB24格式像素数据转换为YUV420P格式像素数据

公式：
Y= 0.299R+0.587G+0.114B
U=-0.147R-0.289G+0.463B
V= 0.615R-0.515G-0.100*B