视音频数据处理入门：RGB、YUV像素数据处理

视频原始数据叫做：视频像素数据



本文分别介绍如下几个RGB/YUV视频像素数据处理函数：
分离YUV420P像素数据中的Y、U、V分量
分离YUV444P像素数据中的Y、U、V分量
将YUV420P像素数据去掉颜色（变成灰度图）
将YUV420P像素数据的亮度减半
将YUV420P像素数据的周围加上边框
生成YUV420P格式的灰阶测试图
计算两个YUV420P像素数据的PSNR
分离RGB24像素数据中的R、G、B分量
将RGB24格式像素数据封装为BMP图像
将RGB24格式像素数据转换为YUV420P格式像素数据
生成RGB24格式的彩条测试图

本文中的RGB/YUV文件需要使用RGB/YUV播放器才能查看。YUV播放器种类比较多，例如YUV Player Deluxe

(1) 分离YUV420P像素数据中的Y、U、V分量

本程序中的函数可以将YUV420P数据中的Y、U、V三个分量分离开来并保存成三个文件。函数的代码如下所示。

[cpp] view
plain copy

 





/** 

 * Split Y, U, V planes in YUV420P file. 

 * @param url  Location of Input YUV file. 

 * @param w    Width of Input YUV file. 

 * @param h    Height of Input YUV file. 

 * @param num  Number of frames to process. 

 * 

 */  

int simplest_yuv420_split(char *url, int w, int h,int num){  

    FILE *fp=fopen(url,"rb+");  

    FILE *fp1=fopen("output_420_y.y","wb+");  

    FILE *fp2=fopen("output_420_u.y","wb+");  

    FILE *fp3=fopen("output_420_v.y","wb+");  

  

    unsigned char *pic=(unsigned char *)malloc(w*h*3/2);  

  

    for(int i=0;i<num;i++){  

  

        fread(pic,1,w*h*3/2,fp);  

        //Y  

        fwrite(pic,1,w*h,fp1);  

        //U  

        fwrite(pic+w*h,1,w*h/4,fp2);  

        //V  

        fwrite(pic+w*h*5/4,1,w*h/4,fp3);  

    }  

  

    free(pic);  

    fclose(fp);  

    fclose(fp1);  

    fclose(fp2);  

    fclose(fp3);  

  

    return 0;  

}  

调用上面函数的方法如下所示。

[cpp] view
plain copy

 





simplest_yuv420_split("lena_256x256_yuv420p.yuv",256,256,1);  

从代码可以看出，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w*h*3/2 Byte的数据。其中前w*h Byte存储Y，接着的w*h*1/4 Byte存储U，最后w*h*1/4 Byte存储V。上述调用函数的代码运行后，将会把一张分辨率为256x256的名称为lena_256x256_yuv420p.yuv的YUV420P格式的像素数据文件分离成为三个文件：

output_420_y.y：纯Y数据，分辨率为256x256。
output_420_u.y：纯U数据，分辨率为128x128。

output_420_v.y：纯V数据，分辨率为128x128。

注：本文中像素的采样位数一律为8bit。由于1Byte=8bit，所以一个像素的一个分量的采样值占用1Byte。

程序输入的原图如下所示。



lena_256x256_yuv420p.yuv

程序输出的三个文件的截图如下图所示。在这里需要注意输出的U、V分量在YUV播放器中也是当做Y分量进行播放的。

 


output_420_y.y

 

          


output_420_u.y和output_420_v.y