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YUV常见格式详解

2013年08月18日 ⁄ 综合 ⁄ 共 1981字 ⁄ 字号 评论关闭

本节讲述推荐用于视频呈现的 8 位 YUV 格式。这些格式可以分为几个类别:

4:4:4 格式,每像素 32 位

4:2:2 格式,每像素 16 位

4:2:0 格式,每像素 16 位

4:2:0 格式,每像素 12 位

首先,您应该理解下列概念,这样才能理解接下来的内容:

表面原点。对于本文讲述的 YUV 格式,原点 (0,0) 总是位于表面的左上角。

跨距。表面的跨距,有时也称为间距,指的是表面的宽度,以字节数表示。对于一个表面原点位于左上角的表面来说,跨距总是正数。

对齐。表面的对齐是根据图形显示驱动程序的不同而定的。表面始终应该 DWORD 对齐,就是说,表面中的各个行肯定都是从 32 位 (DWORD) 边界开始的。对齐可以大于 32 位,但具体取决于硬件的需求。

打包格式与平面格式。YUV 格式可以分为打包 格式和平面 格式。在打包格式中,Y、U 和 V 组件存储在一个数组中。像素被组织到了一些巨像素组中,巨像素组的布局取决于格式。在平面格式中,Y、U 和 V 组件作为三个单独的平面进行存储。

4:4:4 格式,每像素 32 位

推荐一个 4:4:4 格式,FOURCC 码为 AYUV。这是一个打包格式,其中每个像素都被编码为四个连续字节,其组织顺序如下所示。

标记了 A 的字节包含 alpha 的值。

4:2:2 格式,每像素 16 位

支持两个 4:2:2 格式,FOURCC 码如下:

YUY2

UYVY

两个都是打包格式,其中每个巨像素都是编码为四个连续字节的两个像素。这样会使得色度水平下采样乘以系数 2。

YUY2

在 YUY2 格式中,数据可被视为一个不带正负号的 char 值组成的数组,其中第一个字节包含第一个 Y 样例,第二个字节包含第一个 U (Cb) 样例,第三个字节包含第二个 Y 样例,第四个字节包含第一个 V (Cr) 样例,如图 6 所示。

如果该图像被看作由两个 little-endian WORD 值组成的数组,则第一个 WORD 在最低有效位 (LSB) 中包含 Y0,在最高有效位 (MSB) 中包含 U。第二个 WORD 在 LSB 中包含 Y1,在 MSB 中包含 V。

YUY2 是用于 Microsoft DirectX® Video Acceleration (DirectX VA) 的首选 4:2:2 像素格式。预期它会成为支持 4:2:2 视频的 DirectX VA 加速器的中期要求。

UYVY

此格式与 YUY2 相同,只是字节顺序是与之相反的 — 就是说,色度字节和灯光字节是翻转的(图 7)。如果该图像被看作由两个 little-endian WORD 值组成的数组,则第一个 WORD 在 LSB 中包含 U,在 MSB 中包含 Y0,第二个 WORD 在 LSB 中包含 V,在 MSB 中包含 Y1。

4:2:0 格式,每像素 16 位

推荐两个 4:2:0 每像素 16 位格式,FOURCC 码如下:

IMC1

IMC3

两个 FOURCC 码都是平面格式。色度频道在水平方向和垂直方向上都要以系数 2 来进行再次采样。

IMC1

所有 Y 样例都会作为不带正负号的 char 值组成的数组首先显示在内存中。后面跟着所有 V (Cr) 样例,然后是所有 U (Cb) 样例。V 和 U 平面与 Y 平面具有相同的跨距,从而生成如图 8 所示的内存的未使用区域。

IMC3

此格式与 IMC1 相同,只是 U 和 V 平面进行了交换:

4:2:0 格式,每像素 12 位

推荐四个 4:2:0 每像素 12 位格式,FOURCC 码如下:

IMC2

IMC4

YV12

NV12

在所有这些格式中,色度频道在水平方向和垂直方向上都要以系数 2 来进行再次采样。

IMC2

此格式与 IMC1 相同,只是 V (Cr) 和 U (Cb) 行在半跨距边界处进行了交错。换句话说,就是色度区域中的每个完整跨距行都以一行 V 样例开始,然后是一行在下一个半跨距边界处开始的 U 样例(图 10)。此布局与 IMC1 相比,能够更加高效地利用地址空间。它的色度地址空间缩小了一半,因此整体地址空间缩小了 25%。在各个 4:2:0 格式中,IMC2 是第二首选格式,排在 NV12 之后。

IMC4

此格式与 IMC2 相同,只是 U (Cb) 和 V (Cr) 行进行了交换:

YV12

所有 Y 样例都会作为不带正负号的 char 值组成的数组首先显示在内存中。此数组后面紧接着所有 V (Cr) 样例。V 平面的跨距为 Y 平面跨距的一半,V 平面包含的行为 Y 平面包含行的一半。V 平面后面紧接着所有 U (Cb) 样例,它的跨距和行数与 V 平面相同(图 12)。

NV12

所有 Y 样例都会作为由不带正负号的 char 值组成的数组首先显示在内存中,并且行数为偶数。Y 平面后面紧接着一个由不带正负号的 char 值组成的数组,其中包含了打包的 U (Cb) 和 V (Cr) 样例,如图 13 所示。当组合的 U-V 数组被视为一个由 little-endian WORD 值组成的数组时,LSB 包含 U 值,MSB 包含 V 值。NV12 是用于 DirectX VA 的首选
4:2:0 像素格式。预期它会成为支持 4:2:0 视频的 DirectX VA 加速器的中期要求。

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