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YUV 格式详解

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2018/12/10 Share

什么是 YUV/YCbCr/YPbPr?

一种颜色编码方法,主要用于电视系统以及模拟视频领域,将亮度信息与色彩信息分离,解决了彩色电视与黑白电视的兼容问题。

Y:明亮度(Luminance、Luma),即灰度值。

U、V、Cb、Cr、Pb、Pr:色度(Chrominance或Chroma),描述影像色彩和饱和度。

YUV码流的存储格式与采样方式密切相关,主流采样方式有:YUV4:4:4、YUV4:2:2、YUV4:2:0。

什么是 4:4:4、4:2:2、4:2:0?

人眼对色度的敏感程度低于对亮度的敏感程度。主要原因是视网膜杆细胞多于视网膜锥细胞,其中视网膜杆细胞的作用就是识别亮度,视网膜锥细胞的作用就是识别色度。所以,眼睛对于亮度的分辨要比对颜色的分辨精细一些。

因此,视频存储时没有必要存储全部颜色信号,适当降采样可以节省存储空间。

如下图,亮度信号都是全分辨率存储,色度信号并不是用全分辨率存储。

  • YUV444 格式中每 4 点 Y 采样,有 4 点 U 和 4 点 V。即每个像素的 YUV 的数据都会存放起来。
  • YUV422 格式中每 4 点 Y 采样,有 2 点 U 和 2 点 V。色度信号的扫描线数量与亮度信号一样,但是每条扫描线上的色度采样点数只有亮度信号的一半。当 422 信号被解码时,缺失的色度采样,通常由一定的内插补点算法补充。
  • YUV420 格式是色度分辨率最低的格式,也是 DVD 所使用的格式。无论横线还是纵向,色度信号的分辨率都只有亮度信号的一半。

YUV 两种存储格式

  • planar: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。
  • packed:每个像素点的 Y,U,V 是连续交错存储的。

假设一个分辨率为 8 X 4 的 YUV 图像,它们的存储格式如下图:

CATALOG
  1. 1. 什么是 YUV/YCbCr/YPbPr?
  2. 2. 什么是 4:4:4、4:2:2、4:2:0?
  3. 3. YUV 两种存储格式