最近在准备作Android Camera2相关应用,恰好也碰上了YUV格式相关的问题,因此仍是写一篇博客理解YUV格式数据。html
YUV是一种颜色空间,基于YUV的颜色编码是流媒体的经常使用编码方式。android
YUV是编译true-color颜色空间(color space)的种类,Y'UV, YUV, YCbCr,YPbPr等专有名词均可以称为YUV,彼此有重叠。“Y”表示明亮度(Luminance、Luma),“U”和“V”则是色度、浓度(Chrominance、Chroma),Y′UV, YUV, YCbCr, YPbPr所指涉的范围,常有混淆或重叠的状况。编码
YUV格式有两大类:planar和packed。spa
平面格式(planar formats) :对于planar的YUV格式,先连续存储全部像素点的Y,紧接着存储全部像素点的U,随后是全部像素点的V,如 YYYY YYYY UU VV。.net
紧缩格式(packed formats):对于packed的YUV格式,每一个像素点的Y,U,V是连续交替存储的,如YUV YUV YUV YUV,这种排列方式跟 RGB 很相似。翻译
Y'UV的发明是因为彩色电视与黑白电视的过渡时期。黑白视频只有Y(Luma,Luminance)视频,也就是灰阶值。到了彩色电视规格的制定,是以YUV/YIQ的格式来处理彩色电视图像,把UV视做表示彩度的C(Chrominance或Chroma),若是忽略C信号,那么剩下的Y(Luma)信号就跟以前的黑白电视频号相同,这样一来便解决彩色电视机与黑白电视机的兼容问题。Y'UV最大的优势在于只需占用极少的带宽。设计
由于UV分别表明不一样颜色信号,因此直接使用R与B信号表示色度的UV。 也就是说UV信号告诉了电视要偏移某象素的的颜色,而不改变其亮度。 或者UV信号告诉了显示器使得某个颜色亮度依某个基准偏移。 UV的值越高,表明该像素会有更饱和的颜色。3d
彩色图像记录的格式,常见的有RGB、YUV、CMYK等。彩色电视最先的构想是使用RGB三原色来同时传输。这种设计方式是原来黑白带宽的3倍,在当时并非很好的设计。RGB诉求于人眼对色彩的感应,YUV则着重于视觉对于亮度的敏感程度,Y表明的是亮度,UV表明的是彩度(所以黑白电影可省略UV,相近于RGB),分别用Cr和Cb来表示,所以YUV的记录一般以Y:UV的格式呈现。code
将一张图片的Y、U、V数据单独显示就会以下图所示:orm
YUV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。
以黑点表示采样该像素点的Y份量,以空心圆圈表示采用该像素点的UV份量
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4:4:4表示彻底取样,每一个像素点都采样单独的 YUV 份量信息,包含了最全面的 YUV 信息。
在 YUV444 编码的基础上采用 2 * 1 的矩阵进行二次取样,也就是在水平方向上隔一列采样一次 UV 信息,在垂直方向上进行彻底取样,每两个Y共用一组UV份量。
YUYV格式
字节排列 : YUYV YUYV YUYV YUYV
UYVY 格式
字节排列 : UYVY UYVY UYVY UYVY
YUV422P格式
字节排列 :YYYY YYYY UUUU VVVV
解决 YUV444 占用空间过大问题,也是最经常使用的采样格式。在 YUV444 格式的基础上使用 2 * 2 矩阵对像素点进行二次取样,4 个像素点具备单独 Y 份量且共享同一个 UV 信息,总 6 字节。一帧图像占用总空间 (W * H + W * H / 2) bytes,比 YUV444 少一半空间。
I420格式 字节排列 YYYY YYYY UU VV,所有都是平面型排列
NV21格式 字节排列 YYYY YYYY UV UV,Y 平面和 UV 平面, UV 内部是紧凑型
YV12格式 字节排列 YYYY YYYY VV UU,平面型,V 在 U 前面
更多YUV格式参看:V4L2文档翻译(十)
最简单的方式:
YUV4:2:2 ---> YUV4:2:0 Y不变,将U和V信号值在行(垂直方向)在进行一次隔行抽样
YUV4:2:0 ---> YUV4:2:2 Y不变,将U和V信号值的每一行分别拷贝一份造成连续两行数据
YUV_420_888是在Android Camera2直播开发中遇到的一个Android内部的YUV格式,当时也是在这个格式上面纠结很久,直播的视频流想用YUV420P格式的数据,但却不清楚这个YUV_420_888到底对应的究竟是个什么样的格式,网上对这个格式的讲解也比较少。在搜索一番以后终于搞定,在这里记录一下。
下面这两篇博客介绍了YUV_420_888以及如何解析,讲的很清晰,这里仍是不本身去写了。