導(dǎo)語
今天跟大家分享的這篇文章，也是之前自己總結(jié)的，大致就是想說明一下，視頻的裸數(shù)據(jù)yuv格式的各種分類。
剛開始接觸yuv的時(shí)候，筆者就被形形色色的各種各樣的yuv格式弄得一頭霧水。因此也決心好好梳理一下這部分知識(shí)。當(dāng)時(shí)感覺對(duì)各個(gè)格式已經(jīng)比較清楚了。正好現(xiàn)在又要有相關(guān)的開發(fā)，因此決定復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)。
希望這篇總結(jié)能對(duì)大家有所幫助
內(nèi)容
? 對(duì)格式采樣的理解
提出yuv格式的原因，是為了解決彩色電視和黑白電視兼容性問題，因此從rgb的顏色空間，轉(zhuǎn)換為yuv的顏色空間，其中y代表亮度，u和v代表色度。
yuv種類分為很多，可以理解是一個(gè)二維的，即空間間，和空間內(nèi)，這樣的表述，借鑒了h264中的幀間和幀內(nèi)的思想
為什么這么說呢？
下面分別從這兩種情況闡述一下這個(gè)觀點(diǎn)：
空間-間：不同空間，即描述一個(gè)像素的bit數(shù)不同，比如yuv444，yuv422，yuv411，yuv420
空間-內(nèi)：相同空間，即描述一個(gè)像素的bit數(shù)相同，但是存儲(chǔ)方式不同，比如對(duì)于yuv420而言，又可細(xì)分為yuv420p，yuv420sp，nv21，nv12，yv12，yu12，I420
因此，我們?cè)诶斫鈟uv格式時(shí)，時(shí)刻需要記住要從bit數(shù)，和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)兩方面考察
? 對(duì)于4的理解
為什么yuv444，yuv420，yuv422，yuv411都是用的4呢？
我仔細(xì)的研究了一下，
首先yuv的命名方式和rgb的命名方式是不相同的，如果是rgb4444，這里的數(shù)字代表的是不同顏色分量所占的bit數(shù)
這里，rgb4444代表alpha 4bit，red 4bit，green 4bit，blue 4bit，從宏觀上看，是16bit，也就是2字節(jié)，但是從微觀上看，是以bit區(qū)分的
yuv的命名方式則不是這種情況，yuv不會(huì)分細(xì)到bit級(jí)別，最低最低的單位，也是1字節(jié)，即8bit，說到這里，就會(huì)拋出一個(gè)問題，
難道每個(gè)像素點(diǎn)都需要至少1字節(jié)的整數(shù)倍來描述嗎？
如果說描述的最小單位是1字節(jié)，那么每個(gè)像素都是由y，u，v共同描述的，難道說明每個(gè)像素點(diǎn)至少都是
1字節(jié)y+1字節(jié)u+1字節(jié)v = 3字節(jié)
來描述嗎？顯然這是不合理的，因?yàn)槿搜蹖?duì)y是很敏感的，但是u和v是可以在一定程度上壓縮的，也就是說，同一個(gè)像素點(diǎn)，u和v的描述可以小于1字節(jié)，那么這是不是和最小單位為一字節(jié)矛盾呢？答案是不矛盾，因?yàn)橛玫搅斯蚕淼乃枷?，這是yuv和rgb的本質(zhì)區(qū)別
rgb是一個(gè)像素是一個(gè)家庭，家庭成員是r，g，b，但是yuv是若干像素是一個(gè)家庭，不同像素的y共享同一個(gè)u和v，這樣，引入了共享的思想，雖然最小單位是一個(gè)字節(jié)，但實(shí)際上描述一個(gè)像素點(diǎn)的字節(jié)，不一定是字節(jié)的整數(shù)倍
該進(jìn)入正題了，為什么是4？因?yàn)檫@個(gè)4，實(shí)際上表達(dá)了共享的最大單位！也就是最多4個(gè)像素進(jìn)行共享，因此4實(shí)際上是隱含的采樣全集
? 不同空間下yuv格式
這里從空間的角度考慮yuv格式
① yuv444
那么yuv444代表什么呢？就是最完整的最理想的最奢侈的狀態(tài)，
[ 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 ]
這無疑是最理想的狀態(tài)了y，u，v都為4，說明大家都是滿的
② yuv422
那么，yuv422呢？說明這里，u由4變?yōu)?，v由4變?yōu)?，也就是在原來滿的情況下，每行需要去掉兩個(gè)u和兩個(gè)v
如何去掉呢？最簡(jiǎn)單的方法就是第一個(gè)點(diǎn)保留u，第二個(gè)點(diǎn)保留v，第三個(gè)點(diǎn)保留u，第四個(gè)點(diǎn)保留v ..
圖示如下：
[ y u ] [ y v ] [ y u ] [ y v ]
[ y v ] [ y u ] [ y v ] [ y u ]
[ y u ] [ y v ] [ y u ] [ y v ]
[ y v ] [ y u ] [ y v ] [ y u ]
在這張圖中，顯然一個(gè)家庭的成員為
[ y u ] [ y v ]
也就是兩個(gè)像素點(diǎn)共享uv
③ yuv411
yuv411又是什么情況呢？顯然在原來yuv422的基礎(chǔ)上，每行再去掉一個(gè)u和一個(gè)v
圖示如下：
[ y u ] [ y ] [ y v ] [ y ]
[ y u ] [ y ] [ y v ] [ y ]
[ y u ] [ y ] [ y v ] [ y ]
[ y u ] [ y ] [ y v ] [ y ]
這個(gè)家庭的成員為
[ y u ] [ y ] [ y v ] [ y ]
也就是四個(gè)像素點(diǎn)共享uv
④ yuv420
yuv420的意思似乎是在yuv422的基礎(chǔ)上，再拿掉兩個(gè)v，這樣不就沒有v了嗎？
其實(shí)yuv420的取名方式不是很高明，更確切的命名為yuv420yuv402
也就是第一行只有兩個(gè)u，而第二行只有兩個(gè)v
圖示如下：
[ y u ] [ y ] [ y u ] [ y ]
[ y v ] [ y ] [ y v ] [ y ]
[ y u ] [ y ] [ y u ] [ y ]
[ y v ] [ y ] [ y v ] [ y ]
仔細(xì)體會(huì)yuv420和yuv411的區(qū)別
對(duì)于yuv420而言，這個(gè)家庭的成員為
[ y u ] [ y ]
[ y v ] [ y ]
也是四個(gè)像素點(diǎn)共享uv，但是這個(gè)家庭顯然比yuv411的家庭關(guān)系更近一些
思考：從這個(gè)課題討論來看，我們是否可以進(jìn)一步提高yuv的壓縮效率？可以更多y共享uv嗎？可以自適應(yīng)嗎？
小結(jié)：從這里可以看出，yuv211和yuv422顯然格式上是不一樣的，因此這里的數(shù)字不僅僅代表了比例，還代表了實(shí)際的值
? 三種格式packet，planar，semi-plane
在這一課題，我們探討一下相同bit數(shù)的不同存儲(chǔ)格式，主要討論yuv422和yuv420
packet是打包格式，即存儲(chǔ)yuv，然后再存儲(chǔ)下一個(gè)yuv ..
planar是平面格式，即先存儲(chǔ)y平面，再存儲(chǔ)u平面，最后存儲(chǔ)v平面
semi-planar是兩個(gè)平面，正常的planar是三個(gè)平面，即y平面，u平面，v平面，現(xiàn)在的semi-planar是兩個(gè)平面，也就是說uv為同一個(gè)平面，即一個(gè)y平面，一個(gè)uv平面
① yuv422
yuyv（yuy2）
[ y u ] [ y v ] [ y u ] [ y v ]
[ y u ] [ y v ] [ y u ] [ y v ]
[ y u ] [ y v ] [ y u ] [ y v ]
[ y u ] [ y v ] [ y u ] [ y v ]
uyvy
[ u y ] [ v y ] [ u y ] [ v y ]
[ u y ] [ v y ] [ u y ] [ v y ]
[ u y ] [ v y ] [ u y ] [ v y ]
[ u y ] [ v y ] [ u y ] [ v y ]
yuv422p（yu16）
[ y y y y ]
[ y y y y ]
[ y y y y ]
[ y y y y ]
[ u u u u ]
[ u u u u ]
[ v v v v ]
[ v v v v ]
或（yv16）
[ y y y y ]
[ y y y y ]
[ y y y y ]
[ y y y y ]
[ v v v v ]
[ v v v v ]
[ u u u u ]
[ u u u u ]
yuv422sp（nv16）
[ 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 ]
或（nv61）
[ 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 ]
② yuv420
yuv420p（yu12 / I420）
[ y y y y ]
[ y y y y ]
[ y y y y ]
[ y y y y ]
[ u u ]
[ u u ]
[ v v ]
[ v v ]
或（yv12）
[ y y y y ]
[ y y y y ]
[ y y y y ]
[ y y y y ]
[ v v ]
[ v v ]
[ u u ]
[ u u ]
yuv420sp（nv12）
[ y y y y ]
[ y y y y ]
[ y y y y ]
[ y y y y ]
[ u v u v ]
[ u v u v ]
或（nv21）
[ y y y y ]
[ y y y y ]
[ y y y y ]
[ y y y y ]
[ v u v u ]
[ v u v u ]
? 對(duì)nv系列理解
常見的有nv12，nv21，nv16，nv61等，這里代表什么意思呢？
其實(shí)nv系列，都屬于semi-plane系列
這里nv12表示正常的順序，即uv plane，先是u，然后是v
而nv21表示相反的順序，即uv plane，先是v，然后是u
同樣，nv16和nv61的區(qū)別也是僅僅是uv的次序而已
這里的12和16又代表什么呢？實(shí)際上代表的是一個(gè)像素所占的位數(shù)！
以nv12為例，表示一個(gè)像素占用12bit，其中y是定死的占8bit，也就是u占2bit，v占2bit，實(shí)際上就是yuv420格式，具體而言是yuv420sp格式
nv16，則表示一個(gè)像素占用16bit，其中y是定死的8bit，也即是u占4bit，v占4bit，實(shí)際上就是yuv422格式，具體而言是yuv422sp格式
