YUV数据格式介绍（YUV444,YUV422,YUV420,YV12,NV12,NV21）

YUV数据格式介绍

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⼀、YUV简介

YUV定义：分为三个分量，“Y”表⽰明亮度（Luminance或Luma），也就是灰度值；⽽“U”和“V” 表⽰的则是⾊度（Chrominance或Chroma），作⽤是描述影像⾊彩及饱和度，⽤于指定像素的颜⾊。

YUV格式：通常有两⼤类：打包（packed）格式和平⾯（planar）格式。

对于planar的YUV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。

对于packed的YUV格式，每个像素点的Y,U,V是连续交叉存储的。

YUV存储：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，关于其详细原理，可以通过⽹上其它⽂章了解，这⾥我想强调的是如何根据其采样格式来从码流中还原每个像素点的YUV值，因为只有正确地还原了每个像素点的YUV值，才能通过YUV与 RGB的转换公式提取出每个像素点的RGB值，然后显⽰出来。石棉密封垫

YUV特点：与我们熟知的RGB类似，YUV也是⼀种颜⾊编码⽅法，它将亮度信息（Y）与⾊彩信息（UV）分离，没有UV信息⼀样可以显⽰完整的图像，只不过是⿊⽩的，这样的设计很好地解决了彩⾊电视机与⿊⽩电视的兼容问题。并且，YUV不像RGB那样要求三个独⽴的视频信号同时传输，所以⽤YUV⽅式传送占⽤极少的频宽。

YUV采样：

⽤三个图来直观地表⽰采集的⽅式吧，以⿊点表⽰采样该像素点的Y分量，以空⼼圆圈表⽰采⽤该像素点的UV分量。

YUV 4:4:4采样，每⼀个Y对应⼀组UV分量，⼀个YUV占（8+8+8 = 24bits）3个字节。

YUV 4:2:2采样，每两个Y共⽤⼀组UV分量，⼀个YUV占（8+4+4 = 16bits）2个字节。

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YUV 4:2:0采样，每四个Y共⽤⼀组UV分量，⼀个YUV占（8+2+2 = 12bits）1.5个字节。

如果看到 YCbCr这种名字其实也是YUV格式，其中Y与YUV 中的Y含义⼀致，Cb , Cr 同样都指⾊彩,，只是在表⽰⽅法上有所不同。Cb、Cr 就是本来理论上的“分量/⾊差”的标识。C代表分量（component），Cr、Cb分别对应r(红)、b(蓝)分量信号，Y除了g(绿)分量信号，还叠加了亮度信号。

⼆、常见的像素格式

1、YUV444

（1）YUV444p：YYYYYYYYY VVVVVVVVV UUUUUUUU

2、YUV422（YUY2）

（1）YUV422p：YYYYYYYY VVVV UUUU

（2）YUYV：YUYV YUYV YUYV YUYV

（3）UYVY：UYVY UYVY UYVY UYVY

3、YUV420

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（1）YUV420p：（平⾯）

速效降温器YV12：YYYYYYYY VV UU

I420：YYYYYYYY UU VV

（2）YUV420sp：（打包）

NV12：YYYYYYYY UVUV

NV21：YYYYYYYY VUVU

三、YUV420p和YUV420sp具体分类和详情

YUV420p⼜叫planer平⾯模式，Y ，U，V分别再不同平⾯，也就是有三个平⾯。

依据存储UV的顺序不同，YUV420p⼜分为：YV12和I420。

I420：⼜叫YU12，安卓的模式。存储顺序是先存Y，再存U，最后存V。YYYY UV

YV12：存储顺序是先存Y，再存V，最后存U。YYYY VU

YUV420sp⼜叫bi-planer或two-planer双平⾯，Y⼀个平⾯，UV在同⼀个平⾯交叉存储。

依据存储UV的顺序不同，YUV420sp⼜分为：NV12和NV21。

NV12：IOS只有这⼀种模式，适⽤于DirectX VA。存储顺序是先存Y，再UV交替存储。YYYYYYYY UVUV

NV21：安卓的模式。存储顺序是先存Y，再存U，再VU交替存储。YYYYYYYY VUVU

在YUV420中，⼀个像素点对应⼀个Y，⼀个4X4的⼩⽅块对应⼀个U和V。对于所有YUV420图像，它们的Y值排列是完全相同的，因为只有Y的图像就是灰度图像。YUV420sp与YUV420p的数据格式中，它们的UV排列在原理上是完全不同的。420p它是先把U存放完后，再存放V，也就是说UV它们是连续的。⽽420sp它是UV、UV这样交替存放的。

有了上⾯的理论，我就可以准确的计算出⼀个YUV420在内存中存放的⼤⼩。 width * hight =Y（总和），U = Y / 4 ，V = Y / 4。所以YUV420 数据在内存中的长度是 width * height * 3 / 2。

假设⼀个分辨率为8X4的YUV图像，YUV420sp格式如下图：

YUV420p数据格式如下图：

四、YUV图像格式转换

YUYV 和 NV12 (YUV420SP)，即4 ：2： 2 和4：2：0 转换socl

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形成连续两⾏数据。

如下图所⽰：

原本YUV422中UV的采样为⼀个隔⼀个进⾏，现在要转化为YUV420，即原来的两个采样点，现在变成⼀个（对应图中的空⼼圆）。

本文发布于:2024-09-22 11:32:48，感谢您对本站的认可！

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