YUV主要的采樣格式

主要的采樣格式有YCbCr 4:2:0、YCbCr 4:2:2、YCbCr 4:1:1和 YCbCr 4:4:4。其中YCbCr 4:1:1 比較常用，其含義為：每個點保存一個 8bit 的亮度值(也就是Y值), 每 2x2 個點保存一個 Cr 和Cb 值, 圖像在肉眼中的感覺不會起太大的變化。所以, 原來用 RGB(R,G,B 都是 8bit unsigned) 模型, 4 個點需要 8x3=24 bites（如下圖第一個圖）. 而現(xiàn)在僅需要 8+(8/4)+(8/4)=12bites, 平均每個點占12bites(如下圖第二個圖)。這樣就把圖像的數(shù)據(jù)壓縮了一半。

    上邊僅給出了理論上的示例，在實際數(shù)據(jù)存儲中是有可能是不同的，下面給出幾種具體的存儲形式：

（1）    YUV 4:4:4

YUV三個信道的抽樣率相同，因此在生成的圖像里，每個象素的三個分量信息完整（每個分量通常8比特），經(jīng)過8比特量化之后，未經(jīng)壓縮的每個像素占用3個字節(jié)。

下面的四個像素為: [Y₀ U₀ V₀] [Y₁ U₁ V₁] [Y₂ U₂ V₂] [Y₃ U₃ V₃]

存放的碼流為: Y₀ U₀ V₀ Y₁ U₁ V₁ Y₂ U₂ V₂ Y₃ U₃ V₃

（2）   YUV 4:2:2

      每個色差信道的抽樣率是亮度信道的一半，所以水平方向的色度抽樣率只是4:4:4的一半。對非壓縮的8比特量化的圖像來說，每個由兩個水平方向相鄰的像素組成的宏像素需要占用4字節(jié)內(nèi)存。

下面的四個像素為: [Y₀ U₀ V₀] [Y₁ U₁ V₁] [Y₂ U₂ V₂] [Y₃ U₃ V₃]

存放的碼流為: Y₀ U₀ Y₁ V₁ Y₂ U₂ Y₃ V₃

映射出像素點為：[Y₀ U₀ V₁] [Y₁ U₀ V₁] [Y₂ U₂ V₃] [Y₃ U₂ V₃]

（3）   YUV 4:1:1

4:1:1的色度抽樣，是在水平方向上對色度進(jìn)行4:1抽樣。對于低端用戶和消費類產(chǎn)品這仍然是可以接受的。對非壓縮的8比特量化的視頻來說，每個由4個水平方向相鄰的像素組成的宏像素需要占用6字節(jié)內(nèi)存

下面的四個像素為: [Y₀ U₀ V₀] [Y₁ U₁ V₁] [Y₂ U₂ V₂] [Y₃ U₃ V₃]

存放的碼流為: Y₀ U₀ Y₁ Y₂ V₂ Y₃

映射出像素點為：[Y₀ U₀ V₂] [Y₁ U₀ V₂] [Y₂ U₀ V₂] [Y₃ U₀ V₂]

（4）YUV4:2:0

     4:2:0并不意味著只有Y,Cb而沒有Cr分量。它指得是對每行掃描線來說，只有一種色度分量以2:1的抽樣率存儲。進(jìn)行隔行掃描，相鄰的掃描行存儲不同的色度分量，也就是說，如果一行是4:2:0的話，下一行就是4:0:2，再下一行是4:2:0...以此類推。對每個色度分量來說，水平方向和豎直方向的抽樣率都是2:1，所以可以說色度的抽樣率是4:1。對非壓縮的8比特量化的視頻來說，每個由2x2個2行2列相鄰的像素組成的宏像素需要占用6字節(jié)內(nèi)存。

下面八個像素為：[Y₀ U₀ V₀] [Y₁ U₁ V₁] [Y₂ U₂ V₂] [Y₃ U₃ V₃]

                [Y₅ U₅ V₅] [Y₆ U₆ V₆] [Y₇U₇ V₇] [Y₈ U₈ V₈]

存放的碼流為：Y₀ U₀ Y₁ Y₂ U₂ Y₃

                     Y₅ V₅ Y₆ Y₇ V₇ Y₈

映射出的像素點為：[Y₀ U₀ V₅] [Y₁ U₀ V₅] [Y₂ U₂ V₇] [Y₃ U₂ V₇]

對應(yīng)AVPicture里面有data[4]和linesize[4]其中data是一個指向指針的指針（二級、二維指針），也就是指向視頻數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的首地址，而data[0]~data[3]是一級指針，可以用如下的圖來表示：

data -->xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
        ^                ^              ^
        |                |              |
         data[0]      data[1]         data[2]

比如說，當(dāng)pix_fmt=PIX_FMT_YUV420P時，data中的數(shù)據(jù)是按照YUV的格式存儲的，也就是：

data -->YYYYYYYYYYYYYYUUUUUUUUUUUUUVVVVVVVVVVVV
^             ^            ^
|             |            |
data[0]    data[1]      data[2]

linesize是指對應(yīng)于每一行的大小，為什么需要這個變量，是因為在YUV格式和RGB格式時，每行的大小不一定等于圖像的寬度，對于RGB格式輸出時,只有一個通道(bgrbgrbgr......)可用，即linesize[0],和data[0],so RGB24 : data[0] = packet rgb//bgrbgrbgr......

linesize[0] = width*3

其他的如data[1][2][3]與linesize[1][2][3]無任何意義.

而對于ＹＵＶ格式輸出時，有三個通道可用，即data[0][1][2],與linesize[0][1][2]，而yuv格式對于運動估計時，需要填充padding(right, bottom),故：

linesize=width+padding size(16+16).
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

   case PIX_FMT_YUV420P:
   case PIX_FMT_YUVJ420P:
   case PIX_FMT_RGB555:
    if (PIC_DIRECTION_0 == m_dwFilpPicDirection)
    {
     m_pYuvFrame->data [0] += m_pYuvFrame->linesize[0] *  m_pVCodecContext->height;
     //因為是隔行掃描U與V只有高度的一半
     m_pYuvFrame->data [1] += m_pYuvFrame->linesize[1] *  m_pVCodecContext->height/2;
     m_pYuvFrame->data [2] += m_pYuvFrame->linesize[2] *  m_pVCodecContext->height/2;
     m_pYuvFrame->linesize[0] = -m_pYuvFrame->linesize[0];
     m_pYuvFrame->linesize[1] = -m_pYuvFrame->linesize[1];
     m_pYuvFrame->linesize[2] = -m_pYuvFrame->linesize[2];
    }
    
    break;
   case PIX_FMT_YUVJ422P:
   case PIX_FMT_YUV422P:
   case PIX_FMT_YUYVJ422:
   case PIX_FMT_YUV411P:
   case PIX_FMT_YUYV422:  
    if (PIC_DIRECTION_0 == m_dwFilpPicDirection)
    {
     m_pYuvFrame->data [0] += m_pYuvFrame->linesize[0] *  m_pVCodecContext->height;
     m_pYuvFrame->data [1] += m_pYuvFrame->linesize[1] *  m_pVCodecContext->height;
     m_pYuvFrame->data [2] += m_pYuvFrame->linesize[2] *  m_pVCodecContext->height;
     m_pYuvFrame->linesize[0] = -m_pYuvFrame->linesize[0];
     m_pYuvFrame->linesize[1] = -m_pYuvFrame->linesize[1];
     m_pYuvFrame->linesize[2] = -m_pYuvFrame->linesize[2];
    }
    break;
   }
在FFMPEG中轉(zhuǎn)換RGB時順便顛倒圖像的方向算法