YUV420 NV12 NV21
Yuv420 Nv12 Nv21
V4L2_PIX_FMT_NV12（ 'NV12'）、V4L2_PIX_FMT_NV21（ 'NV21'）
名前
説明これらは、YUV 4：2：0フォーマットの2プレーンバージョンです。 3つのコンポーネントは、2つのサブイメージまたはプレーンに分割されます。 Y平面が最初です。 Yプレーンのピクセルあたりのバイト数は1バイトです。 Yプレーンの各行の後にパッドバイトがある場合、CbCrプレーンの行の後には同じ数のパッドバイトがあります。 例2.23。 バイトオーダー。 各セルは1バイトです。
カラーサンプルの場所。
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YUVフォーマットには2つの主要なタイプがあります：平面とパックです。
平面YUV形式の場合、最初にすべてのピクセルのYが格納され、次にすべてのピクセルのUが格納され、次にすべてのピクセルのVが格納されます。
パックされたYUV形式の場合、各ピクセルのY、U、およびVは連続的にインターリーブ*されて保存されます。
YUVは3つのコンポーネントに分けられます。「Y」は明るさ（輝度またはルマ）を表し、グレー値です。「U」と「V」はクロミナンス（クロミナンスまたはクロマ）を表します。役割は画像の色と彩度。ピクセルの色を指定するために使用されます。
よく知られているRGBと同様に、YUVもカラーコーディング方式であり、主にテレビシステムやアナログビデオ分野で使用されています。明るさ情報（Y）と色情報（UV）を分離し、UV情報なしで完全な画像を表示できます。ただの白黒です。このデザインは、カラーテレビと白黒テレビの互換性の問題を解決します。さらに、YUVはRGBと同時に3つの独立したビデオ信号を送信する必要がないため、YUVモードでの送信は帯域幅をほとんど消費しません。
YUVコードストリームの保存形式は、実際にはそのサンプリング方法と密接に関連しています。 YUV4：4：4、YUV4：2：2、YUV4：2：0の3つの主流のサンプリング方法があります。詳細な原理は、インターネット上の他の記事から理解できます。ここでは、各ピクセルのYUV値のみが正しく復元されるため、サンプリング形式に従ってコードストリームから各ピクセルのYUV値を復元する方法を強調したいと思います。各ピクセルのRGB値は、YUVとRGBの変換式で抽出し、表示することができます。
3枚の写真で取得方法を視覚的に表現します。黒い点はサンプリングされたピクセルのY成分を表し、白丸はピクセルのUV成分を表します。
最初に次の段落を覚えておいてください。後で各ピクセルのYUVコンポーネントを抽出するために使用します。
- YUV 4：4：4サンプリング、各YはUVコンポーネントのセットに対応します。
- YUV 4：2：2サンプリング、2つのYごとにUVコンポーネントのセットを共有します。に
- YUV 4：2：0サンプリング、4つのYごとにUVコンポーネントのセットを共有します。に
2.保管方法
以下に、一般的なYUVコードストリームの保存方法を画像形式で示し、各ピクセルのYUVデータをサンプリングする方法を保存方法に添付します。その中で、Cb、Cr意味はU、Vに相当します。
（1）YUVYフォーマット（YUV422に属する）
YUYVは、YUV422サンプリングのストレージ形式の1つです。 2つの隣接するYは、隣接する2つのCbとCrを共有します。分析によると、ピクセルY'00とY'01の場合、CbとCrの値は両方ともCb00とCr00であり、他のピクセルのYUV値は類推によって推定されます。 （2）UYVYフォーマット（YUV422に属する） 
UYVYフォーマットもYUV422サンプリングのストレージフォーマットの1つですが、UVの順序が異なるという点でYUYVとは異なります。各ピクセルのYUV値を復元する方法は上記と同じです。 （3）YUV422P（YUV422に属する） YUV422PもYUV422の一種に属しています。プレーンモード、つまりプレーンモードです。 YUVデータをインターリーブしませんが、最初にすべてのYコンポーネントを格納し、次にすべてのU（Cb）コンポーネントを格納し、最後にすべてのV（Cr）コンポーネントを格納します。上の図を示します。各ピクセルのYUV値抽出方法は、YUV422形式に従った最も基本的な抽出方法でもあります。つまり、2つのYが1つのUVを共有します。たとえば、ピクセルY'00とY'01の場合、CbとCrの値は両方ともCb00とCr00です。 （4）YV12、YU12フォーマット（YUV420に属する） YU12とYV12はYUV420フォーマットに属しており、これもプレーンモードです。 Y、U、およびVコンポーネントは個別にパッケージ化され、順番に保存されます。各ピクセルのYUVデータ抽出は、YUV420形式の抽出方法に従います。つまり、4つのYコンポーネントがUVのセットを共有します。上の図では、Y'00、Y'01、Y'10、およびY'11がCr00とCb00を共有しており、その他は類似していることに注意してください。
（5）NV12、NV21（YUV420に属する）
NV12とNV21は、2プレーンモードであるYUV420形式に属しています。つまり、YとUVは2つのプレーンに分割されますが、UV（CbCr）は3つのプレーンではなくインターリーブストレージです。抽出方法は前の方法と同様です。つまり、Y'00、Y'01、Y'10、Y'11はCr00、Cb00を共有します。
YUV420平面データ、例として720×488サイズの画像YUV420平面を取り上げます。
そのストレージ形式は次のとおりです。合計サイズは（720×480×3 >> 1）バイトで、
Y、U、Vの3つの部分に分かれています
Yコンポーネント：（720×480）バイト
U（Cb）コンポーネント：（720×480 >> 2）バイト
V（Cr）コンポーネント：（720×480 >> 2）バイト
3つの部分は最初に内部的に一列に格納され、3つの部分はY、U、Vの順序で格納されます。
つまり、0-720×480バイトのYUVデータはY成分の値です。
720×480－－720×480×5/4バイトはU成分
720×480×5 / 4-720×480×3/2バイトはVコンポーネントです。
4：2：2および4：2：0変換：
最も簡単な方法：
YUV4：2：2 ---> YUV4：2：0 Yは変更されないままで、UおよびV信号値はライン（垂直方向）で1回サンプリングされます。 YUV4：2：0 ---> YUV4：2：2 Yは変更されず、UおよびV信号値の各行がコピーされて2つの連続したデータ行が形成されます。
YUV420では、ピクセルはYに対応し、4X4の小さな正方形はUとVに対応します。すべてのYUV420画像で、Y画像のみがグレースケール画像であるため、Y値の配置はまったく同じです。 YUV420spとYUV420pのデータフォーマットは原理的に全く異なります。 420pは、最初にUを保存し、次にVを保存します。これは、UVが連続していることを意味します。そして420spはUVとUVとして交互に保存されます。 （下図参照）上記の理論により、メモリに格納されているYUV420のサイズを正確に計算することができます。幅*高さ= Y（合計）U = Y / 4 V = Y / 4
したがって、メモリ内のYUV420データの長さはwidth * hight * 3/2です。
解像度が8X4のYUV画像を想定すると、その形式は次のとおりです。
YUV420spのフォーマットは下図のようになります。 YUV420spのフォーマットは次のとおりです。
YUV420pのデータ形式は次のとおりです
90度回転 アルゴリズム ：
public static voidrotateYUV240SP（byte [] src、byte [] des、int width、int height）
{{
int wh =幅*高さ
// Yを回転します
int k = 0
for（int i = 0i
des [k] = src [width * j + i]
k ++
}
}
for（int i = 0i
des [k] = src [wh + width * j + i]
des [k + 1] = src [wh + width * j + i + 1]
k + = 2
}
}
}
YV12とI420の違い一般的に、直接収集されたビデオデータはRGB24形式であり、RGB24の1フレームのサイズはサイズ=幅×高さ×3ビット、RGB32 =幅×高さ×4のサイズです。はI420（つまり、YUV標準フォーマット4：2：0）であり、データ量はサイズ=幅×高さ×1.5ビットです。 RGB24データが収集された後、この形式のデータを初めて圧縮する必要があります。つまり、画像の色空間はRGB2YUVによって決定されます。 X264はエンコード時に標準のYUV（4：2：0）を必要とするためです。ただし、YV12も（4：2：0）ですが、YV12とI420は異なることに注意してください。収納スペースの上にいくつかのエリアがありますしない。 YV12：明るさ（行×列）+ U（行×列/ 4）+ V（行×列/ 4）
I420：明るさ（行×列）+ V（行×列/ 4）+ U（行×列/ 4）
YV12とI420は基本的に同じである、つまりUVの順序が異なることがわかります。
最初のデータ圧縮後、トピックRGB24-> YUV（I420）を続けます。このようにして、データ量が半分に減ります。なぜですか？ははは、これは基本的すぎるので、これ以上は書きません。同様に、RGB24-> YUV（YV12）の場合も、半分になります。ただし、どちらも半分ですが、YV12の場合は効果が大幅に失われます。次に、X264エンコード後、データ量が大幅に削減されます。エンコードされたデータをパックし、RTPを介してリアルタイムで送信します。宛先に到着後、データを取り出してデコードします。デコードが完了した後も、データはYUV形式のままであるため、Windowsドライバーがデータを処理できるように変換する必要があります（YUV2RGB24）。
YUY2は4：2：2です[Y0 U0 Y1 V0]
yuv420pとYUV420の違いはストレージ形式が異なりますyuv420p：yyyyyyyy uuuuuuuu vvvvv yuv420：yuv yuv yuvYUV420P、Y、U、Vの3つのコンポーネントはすべてフラット形式であり、I420とYV12に分けられます。 I420フォーマットとYV12フォーマットの違いはUプレーンとVプレーンにあります。 I420形式では、U平面はY平面の直後に続き、次にV平面（つまり：YUV）に続きますが、YV12は反対です（つまり：YVU）。
YUV420SP、Yコンポーネント平面フォーマット、UVパッキングフォーマット、つまりNV12。 NV12はNV21に似ており、UとVはずらされており、違いはUVの順序にあります。
I420：YYYYYYYY UU VV => YUV420P
YV12：YYYYYYYY VV UU => YUV420P
NV12：YYYYYYYY UVUV => YUV420SP
NV21：YYYYYYYY VUVU => YUV420SP