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YUV格式基础

2013-06-05 11:34 134 查看
一般来说,直接采集到的视频数据是RGB24的格式,RGB24一帧的大小size=width×heigth×3 Byte,RGB32的size=width×heigth×4,如果是I420(即YUV标准格式4:2:0)的数据量是
size=width×heigth×1.5 Byte。 在采集到RGB24数据后,需要对这个格式的数据进行第一次压缩。即将图像的颜色空间由RGB2YUV。因为,X264在进行编码的时候需要标准的YUV(4:2:0)。

但是这里需要注意的是,虽然YV12也是(4:2:0),但是YV12和I420的却是不同的,在存储空间上面有些区别。如下:
  

YV12 : 亮度(行×列) + V(行×列/4) + U(行×列/4)
  

I420 : 亮度(行×列) + U(行×列/4) + V(行×列/4)   

可以看出,YV12和I420基本上是一样的,就是UV的顺序不同。

YUY2和YV12是最常用的两个代表。YUY2是packed方式的。水平方向两个像素打包到一个DWORD,并且UV采样率只有Y的一半,这符合人的视觉特征能有效的压缩数据,具体布局为[Y0,
U0,Y1,V0]。 这种格式常见于MPEG1的编解码器。YV12则常见于H.264的编解码器,它属于plannar方式。对于一个MxN大小的视频来说,数据布局为[Y:M
x N] [V:M/2 x N/2] [U:M/2 x N/2]. 也就是说UV的采样率在水平和垂直方向上都只有Y的一半。

YUV4:2:0

  4:2:0并不意味着只有Y,Cb而没有Cr分量。它指得是对每行扫描线来说,只有一种色度分量以2:1的抽样率存储。相邻的扫描行存储不同的色度分量,也就是说,如果一行是4:2:0的话,下一行就是4:0:2,再下一行是4:2:0...以此类推。对每个色度分量来说,水平方向和竖直方向的抽样率都是2:1,所以可以说色度的抽样率是4:1。对非压缩的8比特量化的视频来说,每个由2x2个2行2列相邻的像素组成的宏像素需要占用6字节内存。

  下面八个像素为:[Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3]

[Y5 U5 V5] [Y6 U6 V6] [Y7 U7 V7] [Y8 U8 V8]

  存放的码流为: Y0 U0 Y1 Y2 U2 Y3

Y5 V5 Y6 Y7 V7 Y8

  映射出的像素点为:[Y0 U0 V5] [Y1 U0 V5] [Y2 U2 V7] [Y3 U2 V7]

[Y5 U0 V5] [Y6 U0 V5] [Y7 U2 V7] [Y8 U2 V7]

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YUV 格式在存储上通常有两大类:打包(packed)格式和平面(planar)格式。前者将 YUV 分量存放在同一个数组中,通常是几个相邻的像素组成一个宏像素(macro-pixel);而后者使用三个数组分开存放
YUV 三个分量,就像是一个三维平面一样。

几种常见的yuv格式

1.YUV422 Planar

这里,Y\U\V数据是分开存放的,每两个水平Y采样点,有一个Cb和一个Cr采样点,

ffmpeg 中的定义 PIX_FMT_YUV422P, ///< planar YUV 4:2:2, 16bpp, (1 Cr & Cb sample per 2x1 Y samples)

android OMX 中的定义 OMX_COLOR_FormatYUV422Planar //* YUV422Planar : Three arrays Y,U,V.

2. YUV420 Planar

这个格式跟YUV422 Planar 类似,但对于Cb和Cr的采样在水平和垂直方向都减少为2:1

ffmpeg 中定义 PIX_FMT_YUV420P //< planar YUV 4:2:0, 12bpp, (1 Cr & Cb sample per 2x2 Y samples)

android OMX 中定义 OMX_COLOR_FormatYUV420Planar // * YUV420Planar : Three arrays Y,U,V

3.YUV422 Semi-Planar Semi 是’半‘的意思 我的理解这个半平面模式, 这个格式的数据量跟YUV422 Planar的一样,但是U、V是交叉存放的。

ffmpeg 中 未找到定义

android OMX 中 OMX_COLOR_FormatYUV422SemiPlanar ////YUV422SemiPlanar : Two arrays, one is all Y, the other is U and V

4.YUV420 Semi-Planar

这个格式的数据量跟YUV420 Planar的一样,但是U、V是交叉存放的

ffmpeg 中定义PIX_FMT_NV12, ///< planar YUV 4:2:0, 12bpp, 1 plane for Y and 1 plane for the UV components,
which are interleaved (first byte U and the following byte V)

android OMX 中定义 OMX_COLOR_FormatYUV420SemiPlanar //YUV420SemiPlanar : Two arrays, one is all Y, the other is U and V

5.YUV422 Interleaved Interleaved -- 交错

这个格式的数据量跟YUV422 Planar的一样,但是Y、U、V是交叉存放的, 这个是打包(packed)模式的

ffmpeg 中 PIX_FMT_UYVY422 ///< packed YUV 4:2:2, 16bpp, Cb Y0 Cr Y1

android OMX 中 OMX_COLOR_FormatCbYCrY //CbYCrY : Organized as 16bit UYVY (i.e. CbYCrY)

其中YUV420P,Y,U,V三个分量都是平面格式,分为I420和YV12。I420格式和YV12格式的不同处在U平面和V平面的位置不同。在I420格式中,U平面紧跟在Y平面之后,然后才是V平面(即:YUV);但YV12则是相反(即:YVU)。

YUV420SP, Y分量平面格式,UV打包格式, 即NV12。 NV12与NV21类似,U 和 V 交错排列,不同在于UV顺序。

I420: YYYYYYYY UU VV =>YUV420P

YV12: YYYYYYYY VV UU =>YUV420P

NV12: YYYYYYYY UVUV =>YUV420SP

NV21: YYYYYYYY VUVU =>YUV420SP

http://blog.csdn.net/perfectpdl/article/details/7616932
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