YUV RGB格式分析，以及对应码率（带宽）计算

如果排查的思路对你有帮助，请记住消雨匆匆。码字和排查很累，仅此而已，硬件不是抄电路，拿烙铁，懂点软件，细致分析，找问题和破案搜集线索是一样的。

忽然前些天和之前的同事聚会，同事聊了一下他面试遇到的一个问题，因为他是做IPC硬件的，可是面试被一些基础难道了，问到图像码流，码率，带宽的问题，刚好自己也搜一搜，给自己充个电。

1、YUV和YCrCb

2、RGB

3、针对YUV的理解

4、YUV文件大小计算（需要的带宽）

借助这位大神的一些总结：

https://blog.csdn.net/asahinokawa/article/details/80596655，再做一些分析延展

1、YUV和YCrCb

先扫盲一下YUV YCrCb的区别

详细介绍一下YUV（也称YCrCb）是被欧洲电视系统所采用的一种颜色编码方法（属于PAL制式）。YUV主要用于优化彩色视频信号的传输，使其向后兼容老式黑白电视。与RGB视频信号传输相比，它最大的优点在于只占用极少的带宽，而RGB要求三个独立的视频信号同时传输。

在YUV中，“Y”代表明亮度（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”是通过RGB输入信号来创建的，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RGB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信号亮度值之间的差异，此即所谓的色差信号，也就是我们常说的分量信号（Y、R-Y、B-Y）。
在专业领域了，“Y CB CR”表示数字色差信号而不是模拟色差信号。色差信号Y,R-Y,B-Y信号一般通称为Y, Cr,Cb; 习惯上Y,Cr,Cb为数字(PCM)的色差信号，模拟的色差信号则称Y,Pr,Pb，所以我们常在DVD Player的内部看到Y,Cr,Cb而在DVD Player的外部看到色差输出标示为Y,Pr,Pb或YUV；YUV则是在欧洲电视系统PAL中的色差信号的通称，包含数字及模拟的色差信号都称YUV，所以当您看到YUV时您就要联想到它是PAL系统中的Y,R-Y,B-Y信号，它可能是数字（PCM）的YUV，也可能是模拟的YUV。答 2: 也就是说是模拟和数字的区别了在习惯上有所区别：
“习惯上Y,Cr,Cb为数字(PCM)的色差信号，模拟的色差信号则称Y,Pr,Pb，所以我们常在DVD Player的内部看到Y,Cr,Cb而在DVD Player的外部看到色差输出标示为Y,Pr,Pb或YUV；”

实际上可能一样：
“YUV则是在欧洲电视系统PAL中的色差信号的通称，包含数字及模拟的色差信号都称YUV，所以当您看到YUV时您就要联想到它是PAL系统中的Y,R-Y,B-Y信号，它可能是数字（PCM）的YUV，也可能是模拟的YUV。”

2、RGB

个人觉得RGB 888 RGB565是最简单也最好理解的，RGB888，每个颜色信息为8位，一个颜色就有也就是有2的8次方=256的数据信息，然后一个像素通过R G B 三个不同的占比从而显示了一个颜色，这个也是“美术里面的调色板”，用最基本的几个颜色可以调出各种颜色。

正常的RGB24是由24位即3个字节来描述一个像素，R、G、B各8位。而实际使用中为了减少图像数据的尺寸，如视频领域，对R、G、B所使用的位数进行的缩减，如你所说的RGB565和RGB555。
RGB565 就是R-5bit，G-6bit，B-5bit
RGB555 就是R-5bit，G-5bit，B-5bit
RGB888 就是R-8bit，G-8bit，B-8bit ；其实这就是RGB24位
至于BMP那是RGB的像素数据基础上增加位图头数据而成的文件格式。（有兴趣可以自己用Uedit打开一个BMP图，你就会发现图片的头几位是什么信息。）

RGB的存储空间很大，所以图片一般都不小
RGB565 是16位的，2个字节，5+6+5，第一字节的前5位是R，后三位+第二字节前三位是G，第二字节后5位是B。
RGB555 也是16位的，2个字节，RGB各5位，有1位未用。
RGB888 是24位的，3个字节。

3、针对YUV的理解

先致敬这个博主的总结

简单粗暴的理解，实际存储可能不是Y U V一个个顺序的，有可能是一堆Y先存，再存UUUUU 再存 VVVV，然后读取的时候按照规则去取就行了

4、YUV文件大小计算（需要的带宽）

以720×488大小图象YUV420 planar为例，其存储格式是：共大小为(720×480×3>>1)字节，

分为三个部分:Y,U和V

Y分量： (720×480)个字节
U(Cb)分量：(720×480>>2)个字节
V(Cr)分量：(720×480>>2)个字节

三个部分内部均是行优先存储，三个部分之间是Y,U,V 顺序存储。
即
0－－720×480字节是Y分量值，
720×480－－720×480×5/4字节是U分量
720×480×5/4 －－720×480×3/2字节是V分量。

这里作者写的比较难懂，而且用了右移的方式，比较代码化，其实右移一位就是除以2，右移两位就是除以4，懂代码的就看的懂，我重新进行梳理：

YUV420：720×488大小，按照之前YUV420，四个Y共用一个UV，注意一下UV的概念，一个UV，包含U和V，所以一个Y，就要1/4个U和1/4个V

所以存储就可以推出来了

Y分量需要的空间：720×480

U需要的空间：720×480/4

V需要的空间：720×480/4

所以按照空间存储

0－－720×480字节是Y分量值，
720×480－－720×480×（1+1/4）字节是U分量

720×480×（1+1/4）－－720×480×（1+1/4+1/4）字节是V分量。

同理，YUV422：720×488大小，两个Y共用一个UV，所以一个Y，就要1/2个U和1/2个V

0－－720×480字节是Y分量值，
720×480－－720×480×（1+1/2）字节是U分量

720×480×（1+1/2）－－720×480×（1+1/2+1/2）字节是V分量。

涉及带宽，再X8即可因为字节到bit。

另外如果涉及4 ：2： 2 和4：2：0 转换
最简单的方式：YUV4:2:2 —> YUV4:2:0 Y不变，将U和V信号值在行(垂直方向)在进行一次隔行抽样。 YUV4:2:0 —> YUV4:2:2 Y不变，将U和V信号值的每一行分别拷贝一份形成连续两行数据。