VLC支持的YUV格式

Posted 2021-02-21

最近在做视频采集方面的程序，使用vlc对采集到的视频进行播放，但是视频的颜色格式貌似有问题导致无法播放，一下为VLC WIKI关于YUV格式的翻译，

原文地址：https://www.cnblogs.com/ichenwin/articles/10316627.html

wiki原文地址：https://wiki.videolan.org/YUV/

 

YUV是视频应用中使用的一类像素格式。YUV实际上是所有“YUV”像素格式共有的颜色空间的名称。 与RGB格式（红 - 绿 - 蓝）相对应，YUV颜色用一个称为Y（相当于灰度）的“亮度”分量和两个“色度”分量表示，分别称为U（蓝色投影）和V（红色投影） ， YUV由此得名。YUV也可以称为YCbCr，虽然这些术语的含义略有不同，但它们往往会混着并互换使用。本文介绍了VLC媒体播放器环境中最有用的YUV像素格式。 除非另有说明，否则每个成员的用一个八位字节（8位）存储。

平面格式

平面（或有时“三平面”）格式对3种颜色分量中的每一种使用单独的矩阵。 换句话说，存在一个亮度像素值表和用于色度分量的两个单独的表。 这在像素的存储器中的分离表示对于视频编码更方便。

一、平面格式

平面（或有时称“三平面”）格式对3种颜色分量中的每一种使用单独的矩阵。 换句话说，存在一个亮度像素值表和用于色度分量的两个单独的表。 在存储器中将像素分离表示，这对于视频编码更方便。

1. YUV 4:2:0 (I420/J420/YV12)

(1). I420

首先它有一个“亮度”平面Y，然后是U色度平面，最后是V色度平面。

两个色度平面（蓝色和红色投影）在水平和垂直维度以2为倍数进行下采样。也就是说，对于2x2像素块，有4个Y样本，而只有1个U样本和 1 V样本。

对于4个像素，此格式需要4 * 8 + 8 + 8 = 48位，因此其位深度是12。

目前，I420是VLC中最常见的格式。 大多数视频解码器也以I420格式输出原始图像。

以下符号说明：每个字母（Y/U/V）代表一位。

• 对于一个 I420 像素存储的位格式： YYYYYYYY UU VV
• 对于50个像素的 I420 帧： YYYYYYYY*50 UU*50 VV*50 (or Y*8*50 U*2*50 V*2*50 for short)
• 对于n个像素的 I420 帧： Y*8*n U*2*n V*2*n

 

(2). J420

J420可以说和I420完全相同，但具有全范围（“数字”，0-255）亮度（Y）分量而不是有限范围（“模拟”，16-240）。 色度平面与I420完全相同。

(3). YV12

YV12和I420也几乎完全相同，但U和V平面的顺序是相反的。 从名字来看，“YV”表示平面顺序：先存放Y，然后是V（最后是U）。 “12”指的是像素位深度：每像素12位，与I420相同。

2. YUV 4:2:2 (I422/J422)

(1). I422

与I420一样，I422有一个亮度平面Y和2个色度平面U，V。

不过，在I422中，色度平面（蓝色和红色投影）仅在水平维度上进行下采样，仍然是2倍。因此，在色度平面中存在与亮度平面中相同的行数。

对于2x2像素块，每个有4个Y样本和2个U和2个V样本。 深度为4 * 8 + 2 * 8 + 2 * 8 =每4像素64位，因此每像素16位，位深度是16。

一些视频编解码器支持I422（可选）以获得更高质量的视频编码。

(2). J422

J422与I422几乎完全相同，但具有全范围（“数字”，0-255）亮度（Y）分量而不是有限范围（“模拟”，16-240）。 色度平面与I422完全相同。

3. YUV 4:4:4

(1). I444

类似I420和I422，I444具有一个亮度平面Y和2个色度平面U和V。但色度平面未被下采样：每个像素有3个八位字节值。 因此深度为每像素24位（与RGB24或RGB32一样）。

一些视频编解码器支持I444。

 

二、 打包格式

在打包格式中，通常只有一个平面，所有亮度和色度数据都是交错的。 这类似于RGB像素格式，仅使用的是不同色彩空间。打包格式在网络摄像头中非常流行。 在硬件中，使用单独的平面是低效的：每个像素需要几次存储器访问。 打包格式更容易，因此使用起来更简单。另一方面，打包格式通常不能处理垂直下采样。 否则扫描线将具有不同的尺寸。 因此，通常，打包格式使用水平方向下采样，步长因子为2（即YUV 4：2：2）。

1. UYVY

也叫Y422或UYNV。

在UYVY中，色度样本被下采样2倍。

若使用UYVY，在连续的2个像素中，由U开始，然后是第一个像素的亮度，然后是V，然后是第二个像素的亮度。UUUUUUUU YYYYYYYY VVVVVVVV YYYYYYYY

2. YUY2

也叫YUYV，V422或YUNV。

在YUY2中，色度样本被下采样2倍。

若使用YUY2，在连续的2个像素中，从第一个像素的亮度开始，然后是U，然后是第二个像素的另一个亮度，然后再次是V.

YUY2和UYVY之间的转换是通过成对交换字节来实现的。

3. YVYU

YVYU和YUY2类似，但U和V顺序是颠倒的。

4. VYUV

待定

三、半平面格式

半平面格式，有两个平面而不是三个平面，一个平面用于亮度，一个平面用于两个色度分量。 它们有时也被称为双平面格式。

(1).NV12

与I420相似，NV12具有一个“亮度”平面Y和一个交错存着U和V的平面。

在NV12中，色度平面（蓝色和红色）在水平和垂直维度中被下采样2倍。

对于2x2像素块，有4个Y样本、1个U和1个样本。

这是NV12的图形表示。 每个字母代表一位：

• 对于一个 NV12 像素： YYYYYYYY UVUV
• 2个 NV12 像素： YYYYYYYYYYYYYYYY UVUVUVUV
• 50个 NV12 像素： Y*8*50 (UV)*2*50
• n个 NV12 像素： Y*8*n (UV)*2*n