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浏览词条 编辑词条 发表评论 历史版本 打印 添加到搜藏 突出贡献者 9飞天蝶影9 江湖豪侠 十级 版本 YUV 开放分类: 网络、计算机、手机、色彩学、影像学 目录 ? 概述 ? 优点作用 ? YUV主要的采样格式 ? 各种YUV格式(图) 概述 YUV(亦称YCrCb)是被欧洲电视系统所采用的一种颜色编码方法(属于PAL),是PAL和SECAM模拟彩色电视制式采用的颜色空间.

其中的Y,U,V几个字母不是英文单词的组合词,Y代表亮度,uv代表色差,u和v是构成彩色的两个分量.在现代彩色电视系统中,通常采用三管彩色摄影机或彩色CCD摄影机进行取像,然后把取得的彩色图像信号经分色、分别放大校正后得到RGB,再经过矩阵变换电路得到亮度信号Y和两个色差信号R-Y(即U)、B-Y(即V),最后发送端将亮度和色差三个信号分别进行编码,用同一信道发送出去.这种色彩的表示方法就是所谓的YUV色彩空间表示.采用YUV色彩空间的重要性是它的亮度信号Y和色度信号U、V是分离的.如果只有 Y信号分量而没有U、V信号分量,那么这样表示的图像就是黑白灰度图像.彩色电视采用YUV空间正是为了用亮度信号Y解决彩色电视机与黑白电视机的相容问题,使黑白电视机也能接收彩色电视信号. 优点作用 YUV主要用于优化彩色视频信号的传输,使其向后相容老式黑白电视.与RGB视频信号传输相比,它最大的优点在于只需占用极少的频宽(RGB要求三个独立的视频信号同时传输).其中 Y 表示明亮度(Luminance或Luma),也就是灰阶值;

而 U 和 V 表示的则是色度(Chrominance或Chroma),作用是描述影像色彩及饱和度,用于指定像素的颜色. 亮度 是透过RGB输入信号来建立的,方法是将RGB信号的特定部分叠加到一起. 色度 则定义了颜色的两个方面色调与饱和度,分别用Cr和CB来表示.其中,Cr反映了GB输入信号红色部分与RGB信号亮度值之间的差异.而CB反映的是RGB输入信号蓝色部分与RGB信号亮度值之同的差异. 采用YUV色彩空间的重要性是它的亮度信号Y和色度信号U、V是分离的.如果只有Y信号分量而没有U、V分量,那么这样表示的图像就是黑白灰度图像.彩色电视采用YUV空间正是为了用亮度信号Y解决彩色电视机与黑白电视机的兼容问题,使黑白电视机也能接收彩色电视信号. YUV与RGB相互转换的公式如下(RGB取值范围均为0-255)U Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B U = -0.147R - 0.289G + 0.436B V = 0.615R - 0.515G - 0.100B R = Y + 1.14V G = Y - 0.39U - 0.58V B = Y + 2.03U 在DirectShow中,常见的RGB格式有RGB

1、RGB

4、RGB

8、RGB

565、RGB

555、RGB

24、RGB

32、ARGB32等;

常见的YUV格式有YUY

2、YUYV、YVYU、UYVY、AYUV、Y41P、Y

411、Y

211、IF

09、IYUV、YV

12、YVU

9、YUV

411、YUV420等. YUV主要的采样格式 主要的采样格式有YCbCr 4:2:

0、YCbCr 4:2:

2、YCbCr 4:1:1和YCbCr 4:4:4.其中YCbCr 4:1:1 比较常用,其含义为:每个点保存一个 8bit 的亮度值(也就是Y值),每2x2 个点保存一个 Cr 和Cb 值, 图像在肉眼中的感觉不会起太大的变化.所以, 原来用 RGB(R,G,B 都是 8bit unsigned) 模型,

4 个点需要 8x3=24 bites(如下图第一个图).而现在仅需要 8+(8/4)+(8/4)=12bites, 平均每个点占12bites(如下图第二个图).这样就把图像的数据压缩了一半. 上边仅给出了理论上的示例,在实际数据存储中是有可能是不同的,下面给出几种具体的存储形式: (1) YUV 4:4:4 YUV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(每个分量通常8比特),经过8比特量化之后,未经压缩的每个像素占用3个字节. 下面的四个像素为: [Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3] 存放的码流为: Y0 U0 V0 Y1 U1 V1 Y2 U2 V2 Y3 U3 V3 (2) YUV 4:2:2 每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. 下面的四个像素为:[Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3] 存放的码流为:Y0 U0 Y1 V1 Y2 U2 Y3 V3 映射出像素点为:[Y0 U0 V1] [Y1 U0 V1] [Y2 U2 V3] [Y3 U2 V3] (3) YUV 4:1:1 4:1:1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. 下面的四个像素为: [Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3] 存放的码流为: Y0 U0 Y1 Y2 V2 Y3 映射出像素点为:[Y0 U0 V2] [Y1 U0 V2] [Y2 U0 V2] [Y3 U0 V2] (4)YUV4:2:0 4:2:0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. 下面八个像素为:[Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3] [Y5 U5 V5] [Y6 U6 V6] [Y7U7 V7] [Y8 U8 V8] 存放的码流为:Y0 U0 Y1 Y2 U2 Y3 Y5 V5 Y6 Y7 V7 Y8 映射出的像素点为:[Y0 U0 V5] [Y1 U0 V5] [Y2 U2 V7] [Y3 U2 V7] [Y5 U0 V5] [Y6 U0 V5] [Y7U2 V7] [Y8 U2 V7] 各种YUV格式(图) YUV格式通常有两大类:打包(packed)格式和平面(planar)格式.前者将YUV分量存放在同一个数组中,通常是几个相邻的像素组成一个宏像素(macro-pixel);