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在介紹 YUV 格式之前，首先介紹一下我們熟悉的 RGB 格式。
RGB 分別表示紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B），也就是三原色，將它們以不同的比例疊加，可以產(chǎn)生不同的顏色。
比如一張 1920 * 1280 的圖片，代表著有 1920 * 1280 個像素點(diǎn)。如果采用 RGB 編碼方式，每個像素點(diǎn)都有紅、綠、藍(lán)三個原色，其中每個原色占用 8 個字節(jié)，每個像素占用 24 個字節(jié)。
那么，一張 1920 * 1280 大小的圖片，就占用 1920 * 1280 * 3 / 1024 / 1024 = 7.03MB 存儲空間。
YUV 編碼采用了明亮度和色度表示每個像素的顏色。
其中 Y 表示明亮度（Luminance、Luma），也就是灰階值。
U、V 表示色度（Chrominance 或 Chroma），描述的是色調(diào)和飽和度。
YCbCr 其實(shí)是 YUV 經(jīng)過縮放和偏移的翻版。其中 Y 與 YUV 中的 Y 含義一致,Cb,Cr 同樣都指色彩，只是在表示方法上不同而已。YCbCr 其中 Y 是指亮度分量，Cb 指藍(lán)色色度分量，而 Cr 指紅色色度分量。
對于 YUV 所表示的圖像，Y 和 UV 分量是分離的。如果只有 Y 分量而沒有 UV 分離，那么圖像表示的就是黑白圖像。彩色電視機(jī)采用的就是 YUV 圖像，解決與和黑白電視機(jī)的兼容問題，使黑白電視機(jī)也能接受彩色電視信號。
人眼對色度的敏感程度低于對亮度的敏感程度。主要原因是視網(wǎng)膜桿細(xì)胞多于視網(wǎng)膜錐細(xì)胞，其中視網(wǎng)膜桿細(xì)胞的作用就是識別亮度，視網(wǎng)膜錐細(xì)胞的作用就是識別色度。所以，眼睛對于亮度的分辨要比對顏色的分辨精細(xì)一些。
利用這個原理，可以把色度信息減少一點(diǎn)，人眼也無法查覺這一點(diǎn)。
所以，并不是每個像素點(diǎn)都需要包含了 Y、U、V 三個分量，根據(jù)不同的采樣格式，可以每個 Y 分量都對應(yīng)自己的 UV 分量，也可以幾個 Y 分量共用 UV 分量。相比 RGB，能夠節(jié)約不少存儲空間。
YUV 圖像的主流采樣方式有如下三種：
YUV 4:4:4 采樣
YUV 4:2:2 采樣
YUV 4:2:0 采樣
YUV 4:4:4 表示 Y、U、V 三分量采樣率相同，即每個像素的三分量信息完整，都是 8bit，每個像素占用 3 個字節(jié)。
如下圖所示：
重慶分公司
重慶分公司
四個像素為： [Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3]
采樣的碼流為：Y0 U0 V0 Y1 U1 V1 Y2 U2 V2 Y3 U3 V3
映射出的像素點(diǎn)為：[Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3]
可以看到這種采樣方式與 RGB 圖像大小是一樣的。
YUV 4:2:2 表示 UV 分量的采樣率是 Y 分量的一半。
如下圖所示：
四個像素為： [Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3]
采樣的碼流為：Y0 U0 Y1 V1 Y2 U2 Y3 U3
映射出的像素點(diǎn)為：[Y0 U0 V1]、[Y1 U0 V1]、[Y2 U2 V3]、[Y3 U2 V3]
其中，每采樣一個像素點(diǎn)，都會采樣其 Y 分量，而 U、V 分量都會間隔采集一個，映射為像素點(diǎn)時，第一個像素點(diǎn)和第二個像素點(diǎn)共用了 U0、V1 分量，以此類推。從而節(jié)省了圖像空間。
比如一張 1920 * 1280 大小的圖片，采用 YUV 4:2:2 采樣時的大小為：
(1920 * 1280 * 8 + 1920 * 1280 * 0.5 * 8 * 2 ) / 8 / 1024 / 1024 = 4.68M
可以看出，比 RGB 節(jié)省了三分之一的存儲空間。
YUV 4:2:0 并不意味著不采樣 V 分量。它指的是對每條掃描線來說，只有一種色度分量以 2:1 的采樣率存儲，相鄰的掃描行存儲不同的色度分量。也就是說，如果第一行是 4:2:0，下一行就是 4:0:2，在下一行就是 4:2:0，以此類推。
如下圖所示：
圖像像素為：
[Y0 U0 V0]、[Y1 U1 V1]、 [Y2 U2 V2]、 [Y3 U3 V3]
[Y5 U5 V5]、[Y6 U6 V6]、 [Y7 U7 V7] 、[Y8 U8 V8]
采樣的碼流為：
Y0 U0 Y1 Y2 U2 Y3
Y5 V5 Y6 Y7 V7 Y8
映射出的像素點(diǎn)為：
[Y0 U0 V5]、[Y1 U0 V5]、[Y2 U2 V7]、[Y3 U2 V7]
[Y5 U0 V5]、[Y6 U0 V5]、[Y7 U2 V7]、[Y8 U2 V7]
其中，每采樣一個像素點(diǎn)，都會采樣 Y 分量，而 U、V 分量都會隔行按照 2:1 進(jìn)行采樣。
一張 1920 * 1280 大小的圖片，采用 YUV 4:2:0 采樣時的大小為：
(1920 * 1280 * 8 + 1920 * 1280 * 0.25 * 8 * 2 ) / 8 / 1024 / 1024 = 3.51M
相比 RGB，節(jié)省了一半的存儲空間。
YUV 數(shù)據(jù)有兩種存儲格式：平面格式（planar format）和打包格式（packed format）。
planar format：先連續(xù)存儲所有像素點(diǎn)的 Y，緊接著存儲所有像素點(diǎn)的 U，隨后是所有像素點(diǎn)的 V。
packed format：每個像素點(diǎn)的 Y、U、V 是連續(xù)交錯存儲的。
因?yàn)椴煌牟蓸臃绞胶痛鎯Ω袷剑蜁a(chǎn)生多種 YUV 存儲方式，這里只介紹基于 YUV422 和 YUV420 的存儲方式。
YUYV 格式屬于 YUV422，采用打包格式進(jìn)行存儲，Y 和 UV 分量按照 2:1 比例采樣，每個像素都采集 Y 分量，每隔一個像素采集它的 UV 分量。
Y0 U0 Y1 V0 Y2 U2 Y3 V2
Y0 和 Y1 共用 U0 V0 分量，Y2 和 Y3 共用 U2 V2 分量。
UYVY 也是 YUV422 采樣的存儲格式中的一種，只不過與 YUYV 排列順序相反。
U0 Y0 V0 Y1 U2 Y2 V2 Y3
YUV422P 屬于 YUV422 的一種，它是一種 planer 模式，即 Y、U、V 分別存儲。
YUV420P 是基于 planar 平面模式進(jìn)行存儲，先存儲所有的 Y 分量，然后存儲所有的 U 分量或者 V 分量。
同樣，YUV420SP 也是基于 planar 平面模式存儲，與 YUV420P 的區(qū)別在于它的 U、V 分量是按照 UV 或者 VU 交替順序進(jìn)行存儲。
YU12 和 YV12 格式都屬于 YUV 420P 類型，即先存儲 Y 分量，再存儲 U、V 分量，區(qū)別在于：YU12 是先 Y 再 U 后 V，而 YV12 是先 Y 再 V 后 U 。
NV12 和 NV21 格式都屬于 YUV420SP 類型。它也是先存儲了 Y 分量，但接下來并不是再存儲所有的 U 或者 V 分量，而是把 UV 分量交替連續(xù)存儲。
NV12 是 IOS 中有的模式，它的存儲順序是先存 Y 分量，再 UV 進(jìn)行交替存儲。
NV21 是 安卓 中有的模式，它的存儲順序是先存 Y 分量，在 VU 交替存儲。
YUV 與 RGB 之間的轉(zhuǎn)換，就是將 圖像所有像素點(diǎn)的 R、G、B 分量和 Y、U、 分量相互轉(zhuǎn)換。
有如下轉(zhuǎn)換公式：
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