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常见的图片颜色编码

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常见的颜色编码有 RGB 和 YUV。

RGB​

我们平时接触最多的颜色编码就是 RGB。上学的时候就学过三原色，所有的颜色可以通过三原色产生，这三原色就是 Red （红），Green（绿），Blue（蓝）。

常见的RGB格式有：

  • RGB888：即R占8bit，G占8bit，B占8Bit。所以一个像素需要3个字节来表示。一般根基R、G、B的排列顺序，还有：BGR888等。
  • RGB565：即R占5bit，G占6bit，B占5Bit。这种像素表示在 TFT 屏幕驱动中，尤为常见。

由于 RGB 比较通俗易懂，这里不在叙述，等以后碰到疑问再继续追加。

YUV​

YUV 空间用于编码和存储比较好。在存储和编码之前，一般将 RGB 图像要转换为 YUV 图像，而 YUV 图像在显示之前通常有必要转换回 RGB。

YUV 本身有好多种变种，名称也各种各样，这里记录一下YUV 的各种格式：

分类标准​

首先，我们可以将 YUV 格式按照数据大小分为三个格式：YUV420，YUV422，YUV444。由于人眼对 Y 的敏感度远超于对 U 和 V 的敏感，所以有时候可以多个 Y 分量共用一组 UV，这样既可以极大得节省空间，又可以不太损失质量。这三种格式就是按照人眼的特性制定的。

  • YUV420，由4个 Y 分量共用一套 UV 分量
  • YUV422，由2个 Y 分量共用一套 UV 分量
  • YUV444，不共用，一个 Y 分量使用一套 UV 分量

按照多个 Y 分量共用一个 UV 的方式，我们可以把 YUV 分为 420，422，444 三种类型，而在这三种类型之下，我们又可以按照 YUV 的排列储存顺序，将其细分为好多种格式，这些格式数量繁多，又不好记忆，这为我们学习过程中造成了不少困难。下面我就为大家一一介绍。

首先，我们将可以按照 YUV 的排列方式，再次将 YUV 分成三个大类，Planar，Semi-Planar 和 Packed。

  • Planar：YUV 三个分量分开存放
  • Semi-Planar：Y 分量单独存放，UV 分量交错存放
  • Packed：YUV 三个分量全部交错存放

按照这三种方式，我们就可以将 YUV 格式进行比较细致的分类了。

I420​

I420 是 YUV 420 Planar 的一种，YUV 分量分别存放，先是 w * h 长度的 Y，后面跟 w * h * 0.25 长度的 U， 最后是 w * h * 0.25 长度的 V，总长度为 w * h * 1.5。

Y Y Y Y Y Y
Y Y Y Y Y Y
Y Y Y Y Y Y
Y Y Y Y Y Y
Y Y Y Y Y Y
Y Y Y Y Y Y
U U U
U U U
U U U
V V V
V V V
V V V

NV12​

NV12 是 YUV 420 Semi-Planar 的一种，Y 分量单独存放，UV 分量交错存放，UV 在排列的时候，从 U 开始。总长度为 w * h * 1.5。

Y Y Y Y Y Y
Y Y Y Y Y Y
Y Y Y Y Y Y
Y Y Y Y Y Y
Y Y Y Y Y Y
Y Y Y Y Y Y
U V U V U V
U V U V U V
U V U V U V

NV21​

NV21 是 YUV 420 Semi-Planar 的一种，Y 分量单独存放，UV 分量交错存放，与 NV12 不同的是，UV 在排列的时候，从 V 开始。总长度为 w * h * 1.5。

NV21一般在摄像头图像处理比较常见，很多 Sensor 或者 VPSS（视频处理子系统）输出的图像格式都为 NV21。

Y Y Y Y Y Y
Y Y Y Y Y Y
Y Y Y Y Y Y
Y Y Y Y Y Y
Y Y Y Y Y Y
Y Y Y Y Y Y
V U V U V U
V U V U V U
V U V U V U

I422​

I422 是 YUV 422 Planar 的一种，YUV 分量分别存放，先是 w * h 长度的 Y，后面跟 w * h * 0.5 长度的 U， 最后是 w * h * 0.5 长度的 V，总长度为 w * h * 2。

Y Y Y Y Y Y
Y Y Y Y Y Y
Y Y Y Y Y Y
Y Y Y Y Y Y
Y Y Y Y Y Y
Y Y Y Y Y Y
U U U U U U
U U U U U U
U U U U U U
V V V V V V
V V V V V V
V V V V V V

YUVY​

YUVY 属于 YUV 422 Interleaved 的一种。事实上，Interleaved 是属于 Packed 的，但是在 422 中，用 Interleaved 更加形象一些。在 Packed 内部，YUV 的排列顺序是 Y U V Y，两个 Y 共用一组 UV。

Y U V Y   Y U V Y   Y U V Y
Y U V Y   Y U V Y   Y U V Y
Y U V Y   Y U V Y   Y U V Y
Y U V Y   Y U V Y   Y U V Y
Y U V Y   Y U V Y   Y U V Y
Y U V Y   Y U V Y   Y U V Y

YUV 444 Packed​

Y U V   Y U V   Y U V   Y U V   Y U V   Y U V
Y U V   Y U V   Y U V   Y U V   Y U V   Y U V
Y U V   Y U V   Y U V   Y U V   Y U V   Y U V
Y U V   Y U V   Y U V   Y U V   Y U V   Y U V
Y U V   Y U V   Y U V   Y U V   Y U V   Y U V
Y U V   Y U V   Y U V   Y U V   Y U V   Y U V

其它编码格式​

其它的颜色编码方式还有：CYMK、HSV、HSB。这些目前在应用开发中用的不多，也不做记录了。

相关工具和库​

yuvplayer​

yuvplayer 是一个很小巧的 YUV 格式的图片查看工具，调试的时候，使用它很方便。

libyuv​

libyuv 是Google开源的 yuv 图像处理库，实现对各种 yuv 数据之间的转换，包括数据转换，裁剪，缩放，旋转。

FFmpeg​

使用 ffmpeg 命令将图片转换为特定编码格式裸数据文件：

ffmpeg -i test.jpg -s 1920*1080 -pix_fmt nv21 test.yuv

FFmpeg 所支持的像素格式可以通过 ffmpeg -pix_fmts 帮助指令得到。

ffmpeg 将图片格式也当作 Demuxer、Muxer 来看待。

帮助命令 ffmpeg.exe -muxers、ffmpeg -demuxers 都能看到 image2 这个封装格式。

OpenCV​

最后由 amass 于 更新