YUYV 转 YUV420P

之前接触到一个 YUYV 的摄像头，需要将采集到的 YUYV 数据转换为 YUV420P 数据，在经历了一些弯路的同时，发现了网上流传的一些资料有误，遂写此博文。

基础

YUV，分为三个分量，「Y」表示明亮度 ( Luminance 或 Luma ) ，也就是灰度值；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。

对于每一个 Y, U，V 分量，其长度都是 1 个字节。YUV420P 和 YUYV 本质上的区别就是采样方式的不同。由于作者水平限制，文中可能出现一些纰漏，欢迎指正。

YUYV 格式介绍

yuyv 的存储结构如下表，如果是 uyvy 的话，就是顺序改变一下。

看起来这个结构很奇怪，对吧？而且 UV 分量还没有奇数的份。 我的理解是 YUYV 对应着的是两个像素，其中第一个像素由 Y0, U0, V0 组成，第二个像素由 Y1 组成，那么在一张图片上，YUYV 就是下表的样子。

这样一来，UV 分量看起来就舒服多了，和 Y 分量完美对应起来。这就是第一个表中没有奇数 UV 分量的原因。 YUV420P 和 YUYV 本质上的区别就是采样方式的不同。YUYV 使用了隔列采样。 从中可以看到， 4 个字节，一组 YUYV 代表了两个像素，因此如果使用 YUYV 存储，那么文件的大小 size = width *height* 2 容易看出，上面两个表描述了一个 4*4 像素大小的图片。其大小为 32 字节。

YUY420P 格式介绍

同样，首先来看一张 4*4 像素大小的 yuv420p 存储结构，如下表。

为了方便理解，没有按顺序排列 UV 分量，怎么好理解怎么来，这些数字都不重要！ 首先 YUV420P 将 YUV 三个分量分别打包，Y 存放在一起，U 放在一起，V 放在一起。你可能会觉得 UV 分量少了，但是 UV 分量就是这么多，并没有少。我们来看在图片中的 YUV420P :

YUV420P 和 YUYV 本质上的区别就是采样方式的不同。YUV420 使用了隔行隔列采样。 可以理解成 YUV420,在 YUV422 的基础上抛弃了偶数行的 UV 分量， ( 或者抛弃奇数行，或者 U 分量抛弃奇数行，V 分量抛弃偶数行 ) 也就是说，四个相邻的像素共用一个 UV 分量，U0 和 V0 提供给了 Y0, Y1, Y4, Y5 四个像素。 那么采用了 YUV420 的 4*4 像素图片，Y 分量大小是 width* height; U 分量大小是 width *height / 4； V 分量大小是 width* height / 4； 整个图片大小就是： size = width *height* 3 / 2。

转换

对比 yuyv 和 yuv420p 的存储方式

• yuyv

• yuv420p

那么就是读入 yuyv 后，把它按照 yuv420 的结构重新排列一下，抛弃偶数行的 UV 分量就可以了。 分析完 YUYV 和 YUV420P 后，我写了一段 yuyv 转 yuv420 的程序，首先请分配好 out 的空间: size = width *height* 3 / 2。

void yuyv_to_yuv420P ( uint8_t *in, uint8_t *out, int width, int height ) {
  uint8_t *y, *u, *v;
  int i, j, offset = 0, yoffset = 0;

  y = out;  // yuv420 的 y 放在前面
  u = out + ( width * height ) ;  // yuv420 的 u 放在 y 后
  v = out + ( width * height * 5 / 4 ) ;  // yuv420 的 v 放在 u 后
  //总共 size = width * height * 3 / 2

  for ( j = 0; j < height; j++ ) {
    yoffset = 2 * width * j;
    for ( i = 0; i < width * 2; i = i + 4 ) {
      offset = yoffset + i;
      -   ( y++ ) = * ( in + offset ) ;
      -   ( y++ ) = * ( in + offset + 2 ) ;
      if ( j % 2 == 1 ) {  //抛弃奇数行的 UV 分量
        -   ( u++ ) = * ( in + offset + 1 ) ;
        -   ( v++ ) = * ( in + offset + 3 ) ;
      }
    }
  }
}

程序非常正常，完美运行！