了解YUV和RGB的不同之处及其对YUV444、YUV422、YUV411和YUV420的介绍

最编程 2024-08-15 16:41:03

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RGB是构成多种颜色的三基色（红绿蓝），也称为加成色。主要是图像的采集和显示。YUV是优化彩色视频信号的编码和传输，和rgb相比，YUV占用的带宽少。

YUV中Y表示的是亮度，是通过RGB输入信号确定的，方法是将RGB信号的特定部分叠加到一起。UV表示的是色度，定义了颜色的两个方面的色度和饱和度，分别使用Cr和Cb表示。其中，Cr是GB输入信号的红色部分和RGB信号的亮度的差异。而Cb反映的是RGB输入信号的蓝色部分和RGB的信号亮度值之间的差异。可以参考下面的RGB转YUV的公式。

RGB和YUV是可以相互转化的（根据不同的色域计算有所不同，bt.601-6）：

RGB转YUV：

Y = 0.299*R + 0.587*G + 0.114*B;

U = -0.169*R - 0.331*G + 0.5 *B ;

V = 0.5 *R - 0.419*G - 0.081*B;

YUV转RGB:

R = Y + 1.4075 * V;
G = Y - 0.3455 * U - 0.7169*V;
B = Y + 1.779 * U;

参考：https://www.cnblogs.com/luoyinjie/p/7219319.html

下面介绍一下YUV。YUV分为YUV444，YUV422，YUV420等，含有不同色度分量的编码方式。

YUV444：UV三个信道的抽样率相同，因此在生成的图像里，每个象素的三个分量信息完整，如果每个分量用8比特表示，则未经压缩的每个像素占用3个字节.

原始像素

采样后的码流

还原后的像素

YUV422:个色差信道的抽样率是亮度信道的一半，所以水平方向的色度抽样率只是4:4:4的一半。对非压缩的8比特量化的图像来说，每个由两个水平方向相邻的像素组成的宏像素需要占用4字节内存。如下可以这样理解：采样的时候每个信号的色度UV信号分别每隔一个采样，还原的时候使用相邻采样点不同的UV信号补充。

原始像素

采样后的码流

还原后的像素

YUV411：:1:1的色度抽样，是在水平方向上对色度进行4:1抽样。对于低端用户和消费类产品这仍然是可以接受的。对非压缩的8比特量化的视频来说，每个由4个水平方向相邻的像素组成的宏像素需要占用6字节内存。如下可以这样理解：采样的时候每个信号的色度UV信号分别每隔3个采样，还原的时候使用相邻采样点不同的UV信号补充。

原始像素

采样后的码流

还原后的像素

YUV420：:2:0并不意味着只有 Y,Cb而没有 Cr分量。它指得是对每行扫描线来说，只有一种色度分量以2:1的抽样率存储。相邻的扫描行存储不同的色度分量，也就是说，如果一行是4:2:0的话，下一行就是4:0:2，再下一行是4:2:0...以此类推。对每个色度分量来说，水平方向和竖直方向的抽样率都是 2:1，所以可以说色度的抽样率是4:1。对非压缩的8比特量化的视频来说，每个由2x2个2行2列相邻的像素组成的宏像素需要占用6字节内存。

原始像素

采样后的码流

YUV420

YUV402

还原后的像素

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