车载前视摄像头学习笔记 ———— 摄像头输出数据格式(YUV)
文章目录
- 前言
- 存储格式
- 采样方式
- 4:4:4
- 4:2:2
- 4:2:0
- 4:1:1
- 映射点
- 4:4:4
- 4:2:2
- 4:2:0
- 格式别称
- YUVY 格式
- UYVY 格式
- YUV422P 格式
- YV12/YU12 格式
- NV12/NV21 格式
- 内存大小
前言
这篇文章主要是介绍车载前置摄像头（Front Camera）的输出信号的格式。YUV，是一种颜色编码方法。YUV是编译true-color颜色空间（color space）的种类，Y’UV, YUV, YCbCr，YPbPr等都可以称为YUV。Y 代表明亮度（Luminance或Luma）；U 和 V 则代表色度（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。
存储格式
之前，YUV和Y’UV通常用来编码电视的模拟信号，而YCbCr则是用来描述数字的视频信号，适合视频与图片压缩以及传输，例如MPEG、JPEG。从现在的使用情况来看，YUV通常已经在电脑系统上广泛使用。YUVFormats分成两个格式：
1. Packed formats：每个像素点的Y,U,V是连续交叉存储的。
2. Planar formats：先连续存储所有像素点的Y，紧接着存储所有像素点的U，随后是所有像素点的V。
3. Semi-planar fromat：先连续存储所有像素点的Y，紧接着U,V是连续交叉存储的。
这里以完全取样来介绍这三种方式的存储情况：
1. Packed
2. Planar
3. Semi-planar
采样方式
通常来说，YUV的格式会有24位。但是在实际的情况中，大多数YUV格式平均使用的每像素位数都少于24位。主要的抽样（subsample）格式有YCbCr4:2:0、YCbCr4:2:2、YCbCr4:1:1和YCbCr4:4:4。具体的抽样格式如下：
4:4:4
4:2:2
表示2:1的水平取样，垂直完全采样。
4:2:0
表示2:1的水平取样，垂直2：1采样。下方的采样格式微软定义为 MPEG-1 scheme。
在微软的介绍里，还有另外一种采样格式（MPEG-2 scheme）。按照我个人的理解，我认为具体的采样形式如下：
如果哪位大拿可以告诉正确的采样格式，请评论或者私信告诉我，不胜感激。
4:1:1
就这种采样格式来讲，并不是一种主流的采样格式。相比于其他三种采样格式，这种格式的介绍也十分少。目前就我了解的情况来讲，只有百度百科和前面提到的微软介绍中由提及这种采样格式。但是，这两处介绍的采样格式确实完全相反。百度百科说是4:1的水平取样，垂直完全采样，微软介绍里介绍的是 4:1的水平取样，无垂直采样。 我比较倾向于微软介绍的那种采样方式。因为个人技术有限，这里无法给大家展开介绍。
映射点
由于上一章节中提及到的4:1:1 采样格式无法为大家展开，那么在分析映射点的情况我将省略这一采样方式的映射介绍。
4:4:4
4:2:2
4:2:0
格式别称
YUVY 格式
YUVY 格式属于4:2:2采样方式的一种格式。具体为相邻的两个Y共用其相邻的两个U、V。还原方式的请参考映射点章节所介绍的 4:2:2 方式还原。
UYVY 格式
UYVY 格式属于4:2:2采样方式的一种格式。与YUYV格式不一样的地方在于UV的排列顺序不一样，还原方式的请参考映射点章节所介绍的 4:2:2 方式还原。
YUV422P 格式
从这种名称来讲，是属于4:2:2采样方式的一种格式。这与前两种的区别在于，这种格式采用的是Planar 格式的存储。具体的存储格式请看前面的章节。还原方式的请参考映射点章节所介绍的 4:2:2 方式还原。
YV12/YU12 格式
YU12 和 YV12 属于属于4:2:0 采样方式的一种格式。存储方式与 YUV422P 格式一样，也是一种Planar模式，将Y、U、V分量分别打包，依次存储。还原方式的请参考映射点章节所介绍的 4:2:0 方式还原。
NV12/NV21 格式
NV12 和 NV21属于属于4:2:0 采样方式的一种格式。存储方式则是 Semi-planar 格式，这种格式也在前面的存储格式章节介绍了。
内存大小
| 各种采样方式的内存大小计算 | ||
|---|---|---|
| 采样方式 | 存放码流 | 大小计算 |
| 4:4:4 |
Y0 U0 V0 Y1 U1 V1 Y2 U2 V2 Y3 U3 V3 Y4 U4 V4 Y5 U5 V5 Y6 U6 V6 Y7 U7 V7 |
6 bytes |
| 4:2:2 |
Y0 U0 Y1 V1 Y2 U2 Y3 V3 Y4 U4 Y5 V5 Y6 U6 Y7 V7 |
4 bytes |
| 4:2:0 |
Y0 U0 Y1 Y2 U2 Y3 Y4 V4 Y5 Y6 V6 Y7 |
3 bytes |
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