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平面设计师常用的网站_展厅设计风格_天津网站策划_优化网站排名推广

时间:2025/7/11 7:51:51来源:https://blog.csdn.net/m0_49476241/article/details/146885254 浏览次数:0次
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文章目录

    • 1. YUV 颜色空间
    • 2. YUV 的存储格式
      • 2.1 YUV 4:4:4
      • 2.2 YUV 4:2:2
      • 2.3 YUV 4:2:0
      • 2.4 YUV 4:1:1
      • 2.5 YUV 4:0:0
    • 3. YUV 的存储排列方式
      • 3.1 Planar 存储(平面模式)
      • 3.2 Packed 存储(打包模式)
      • 3.3 Semi-Planar 存储(半平面模式)
    • 4. YUV 与 RGB 互相转换
      • 4.1 RGB 转 YUV
      • 4.2 YUV 转 RGB
    • 5. YUV 格式的应用
    • 6. 总结


YUV 是一种常见的视频颜色编码格式,主要用于视频压缩、传输和显示。YUV 颜色空间将颜色信息拆分为亮度(Y)和色度(U、V)分量,以适应人眼对亮度更敏感的特点,提高压缩效率。

1. YUV 颜色空间

YUV 颜色空间来源于模拟电视信号,后来应用于数字视频。它的三个分量分别是:

  • Y(Luminance,亮度):表示图像的灰度信息,相当于黑白电视信号,决定画面亮暗。
  • U(Chrominance-blue,蓝色色度):表示蓝色和亮度的差值,用于编码颜色信息。
  • V(Chrominance-red,红色色度):表示红色和亮度的差值,也用于颜色信息。

YUV 的主要特点是可以进行色度子采样(Chroma Subsampling),减少色度信息的存储量,同时保持较高的图像质量。


2. YUV 的存储格式

YUV 数据存储方式取决于采样方式,最常见的格式有:

  1. YUV 4:4:4
  2. YUV 4:2:2
  3. YUV 4:2:0
  4. YUV 4:1:1
  5. YUV 4:0:0

2.1 YUV 4:4:4

每个像素点都有完整的 Y、U、V 数据。

  • 存储方式
    Y1 U1 V1  Y2 U2 V2
    Y3 U3 V3  Y4 U4 V4
    
  • 优点:最高质量,无色度损失。
  • 缺点:数据量最大,存储和传输开销大。
  • 应用:专业视频编辑、无损存储等。

2.2 YUV 4:2:2

每 2 个像素共享 1 个 U/V 值,即水平方向色度信息减少一半。

  • 存储方式
    Y1 U1 Y2 V1  Y3 U2 Y4 V2
    Y5 U3 Y6 V3  Y7 U4 Y8 V4
    
  • 数据量:相比 YUV 4:4:4 约减少 1/3。
  • 应用:电视广播、高清摄像机。

2.3 YUV 4:2:0

每 2×2 像素共享 1 个 U/V 值,即水平、垂直方向都减少一半。

  • 存储方式
    Y1  Y2  Y3  Y4
    Y5  Y6  Y7  Y8
    U1  U2
    V1  V2
    
  • 数据量:相比 YUV 4:4:4 约减少 50%。
  • 应用:H.264 编码、MP4 视频格式、DVD 视频等。

2.4 YUV 4:1:1

每 4 个像素共享 1 个 U/V 值,即水平方向减少 75% 的色度信息。

  • 存储方式
    Y1  Y2  Y3  Y4
    Y5  Y6  Y7  Y8
    U1  U2
    V1  V2
    
  • 应用:低码率视频传输,如视频会议等。

2.5 YUV 4:0:0

仅有亮度信息(Y),没有色度信息。

  • 应用:灰度图像(黑白视频)。

3. YUV 的存储排列方式

YUV 数据的排列方式可以分为**平面(Planar)、打包(Packed)、交错(Interleaved)**存储。

3.1 Planar 存储(平面模式)

  • 各个分量单独存储在不同的区域。
  • YUV 4:2:0 Planar 存储示例
    YYYYYYYYYYYYYYYY (Y 分量)
    UUUUUU (U 分量)
    VVVVVV (V 分量)
    
  • 格式示例
    • I420(YUV420p):Y 先存,U 后存,V 再存。
    • YV12:Y 先存,V 后存,U 再存。

3.2 Packed 存储(打包模式)

  • YUV 分量交错存储在一起,每个像素的 Y、U、V 依次排列。
  • YUV 4:2:2 Packed 存储示例
    Y1 U1 Y2 V1  Y3 U2 Y4 V2
    
  • 格式示例
    • UYVY:U/Y/V/Y 交替存储。
    • YUYV:Y/U/Y/V 交替存储。

3.3 Semi-Planar 存储(半平面模式)

  • Y 单独存储,U 和 V 交错存储在一起。
  • YUV 4:2:0 Semi-Planar 存储示例
    YYYYYYYYYYYYYYYY (Y 分量)
    UVUVUVUVUVUV (UV 交错)
    
  • 格式示例
    • NV12:Y 先存,UV 交错存储(U 在前)。
    • NV21:Y 先存,VU 交错存储(V 在前)。

4. YUV 与 RGB 互相转换

YUV 与 RGB 之间可以通过数学公式进行转换:

4.1 RGB 转 YUV

[
Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B
]
[
U = (B - Y) \times 0.565
]
[
V = (R - Y) \times 0.713
]

4.2 YUV 转 RGB

[
R = Y + 1.403V
]
[
G = Y - 0.344U - 0.714V
]
[
B = Y + 1.770U
]


5. YUV 格式的应用

格式存储方式适用场景
YUV 4:4:4Planar 或 Packed无损压缩、专业视频
YUV 4:2:2Packed(如 YUYV)广播、高清摄像
YUV 4:2:0Planar(I420、NV12)视频压缩、H.264
YUV 4:1:1Planar低码率视频
YUV 4:0:0Planar黑白图像

6. 总结

  • YUV 主要用于视频压缩,因为人眼对亮度更敏感,色度数据可以被压缩。
  • 不同的 YUV 采样格式(4:4:4、4:2:2、4:2:0) 主要是为了在画质与数据量之间取舍。
  • 存储方式(Planar、Packed、Semi-Planar) 决定了数据存放的结构。
  • YUV 需要转换为 RGB 才能显示在普通屏幕上

如果你有更具体的应用场景,比如在 硬件编解码 方向上的问题,可以进一步探讨! 😊

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