我们在视频数据传输前,都要使用相应的压缩算法来转换压缩数据,比如压缩成H264和H265,这两种基本上都是在YUV颜色空间上进行的。但是如果采集源采集的数据不是YUV的,在压缩前就需要转换,例如摄像头采集的资源是RGB的,那么首先要转换为YUV,再进行压缩。
在了解压缩算法之前,先看一下颜色空间转换的原理。以1920*1080的一帧图像为例RGB24的排列方式如下图所示:
每个像素点有三个字节组成分别表示R,G,B分量上的颜色值。在数据中的表示方式为一个像素 一个像素表示。字节流可以表述如下:
BGRBGRBGRBGRBGR……
|---------------1920*1080*3-------|
每一个字母表示一个字节,也就是该颜色分量的数值,相邻的三个BGR字节表示一个像素点。在我们做计算时,通常一次取三个字节,也就是一个像素点。
相应的YV12的排列方式如下图所示:
每个像素点都有一个Y分量,每隔一列就有一个U或者V分量,U和V交替出现。YV12的字节流表示方式和RGB24有很大区别,YV12并不是按照像素依次排列的,而是先放置Y空间,然后放置整个V空间,最后放置U空间,那么字节流如下所示:
YYYYYYY……VVVV……UUUU……
|-----1920*1080----|-1920*1080/4-|-1920*1080/4-|
在1920*1080个字节的Y后,紧跟着1920*1080/4个V和1920*1080/4个U。
YV12和RGB24同样都有1920*1080个像素点,但是在数据结构和字节流上有着很大区别。单纯从数据大小来看,RGB24的数据大小为1920*1080*3Bytes,而YV12为1920*1080*1.5Bytes,可见YV12的数据量为RGB24的一半。
从上面的分析可以知道RGB到YUV的转换方法,只要把对应像素点的RGB数值,分别计算成对应的YUV值,然后通过YUV的字节流样式把数据填充出来就可以了。
不多说了,直接上代码:
Y= 0.3*R + 0.59*G + 0.11*B
U= (B-Y) * 0.493
V= (R-Y) * 0.877
同样反过来,YUV转换成RGB的公式如下:
R = Y + 1.14V
G = Y - 0.39U - 0.58V
B = Y + 2.03U
代码示例
下面给出了RGB24到YV12(YUV420)的转换代码示例(C++):
uint_8_t * pSrc=;// this is RGB bit stream
uint_8_t * YUV_Image=new uint_8[320*240*3/2];// YUV420 bit stream
int i=0,j=0;
int width=1920; // width of the RGB image
int height=1080; // height of the RGB image
int uPos=0, vPos=0;
for( i=0;i< height;i++ ){
bool isU=false;
if( i%2==0 ) isU=true; // this is a U line
for( j=0;j
int pos = width * i + j; // pixel position
uint_8_t B = pSrc[pos*3];
uint_8_t G = pSrc[pos*3+1];
uint_8_t R = pSrc[pos*3+2];
uint8_t Y= (uint8_t)(0.3*R + 0.59*G + 0.11*B);
uint8_t U= (uint8_t)((B-Y) * 0.493);
uint8_t V= (uint8_t)((R-Y) * 0.877);
YUV_Image[pos] = Y;
bool isChr=false; // is this a chroma point
if( j%2==0 ) isChr=true;
if( isChr && isU ){
YUV_Image[plane+(plane>>2)+uPos]=U;
}
if( isChr&& !isU ){
YUV_Image[plane+vPos]=V;
}
}
}