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YUV 格式详解
一、YUV 概述
YUV（Yieldable Universal Vision）是一种广泛应用于图像处理和编码的色彩空间表示方法。与 RGB（红、绿、蓝）色彩模型不同，YUV 更注重压缩和传输效率，能够在保持图像质量的同时降低带宽占用。
YUV 的三个分量
Y（Luminance 或 Luma）：表示明亮度，即灰度值，是信号中携带最多信息的分量。 U（Cb）和 V（Cr）：表示色度和浓度，分别对应蓝色/红色的成分。 YUV 通常用于压缩图像，通过降低色度信息的分辨率来减少数据量。例如，仅含 Y 分量的图像为灰度图像，而完整的 YUV 数据则可以还原出色彩信息。
YUV 的采样格式
YUV 采样格式根据数据压缩程度的不同分为多种形式，主要包括以下几种：
1. YUV 4:4:4
特点：每个像素同时包含完整的 Y、U 和 V 信息，采样比为 4:4:4。
- 存储方式：每个像素点独立存储 Y、U、V 三个分量。
- 优点：与 RGB 格式存储空间相同，直接可用于图像处理。
2. YUV 4:2:2
特点：Y 分量与 U 和 V 分量采样比例为 2:1，U 和 V 分量水平间隔采样一像素。
- 存储方式：每行像素点中包含完整的 Y 分量，以及 U 和 V 分量的交错采样。
- 优点：存储空间与 YUV 4:4:4 相比减少三分之一，适合网络传输。
3. YUV 4:2:0
特点：U 和 V 分量的采样与 Y 分量相比为 2:1，但 U 和 V 分量的行间采样方式不同。
- 存储方式：每行包含完整的 Y 分量，U 和 V 分量按行间交替采样。
- 优点：存储空间与 YUV 4:4:4 相比减少一半，是主流采样格式。
二、YUV 存储格式
YUV 存储格式分为两种主要形式：平面格式（Planar）和打包格式（Packed）。
1. 平面格式
- 特点：将 Y、U 和 V 分量分别存储在不同的数据块中。
- 例如，YUV420 的存储顺序为：所有 Y 分量 → 所有 U 分量 → 所有 V 分量。
- 优点：数据结构清晰，便于解码和处理。
2. 打包格式
- 特点：将 Y、U 和 V 分量按顺序打包存储，例如 YUYV 格式。
- 例如，Y0 U0 V0 Y1 U1 V1 Y2 U2 V2... 的顺序。
- 优点：存储空间利用率高，适合快速处理和传输。
三、常见 YUV 格式
1. YUYV
- 特点：打包格式，每个像素点依次存储 Y、U、V 三个分量。
- 存储方式：Y0 U0 Y1 V0 Y2 U1 Y3 V1...
2. UYVY
- 特点：与 YUYV 相反，首先存储 U 和 V 分量，再存储 Y 分量。
- 存储方式：U0 Y0 V0 Y1 U1 Y2 V1 Y3...
3. YUV 422P
- 特点：平面格式，先存储所有 Y 分量，再存储 U 和 V 分量。
- 存储方式：Y0 Y1 Y2 Y3 U0 U1 V0 V1...
通过以上内容可以看出，YUV 格式为图像压缩和传输提供了灵活的解决方案。根据具体需求选择合适的 YUV 格式可以在保证图像质量的同时优化存储和传输效率。
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