本文的主角是多媒体领域非常重要的一个概念：YUV。
简介
YUV，是一种颜色编码方法，跟RGB是同一个级别的概念，广泛应用于多媒体领域中。
也就是说，图像中每1个像素的颜色信息，除了可以用RGB的方式表示，也可以用YUV的方式表示。
vs RGB
对比RGB，YUV有哪些不同和优势呢？
体积更小
- 如果使用RGB
- 比如RGB888（R、G、B每个分量都是8bit）
- 1个像素占用24bit（3字节）
- 如果使用YUV
- 1个像素可以减小至平均只占用12bit（1.5字节）
- 体积为RGB888的一半
组成
RGB数据由R、G、B三个分量组成。
YUV数据由Y、U、V三个分量组成，现在通常说的YUV指的是YCbCr。
- Y：表示亮度（Luminance、Luma），占8bit（1字节）
- Cb、Cr：表示色度（Chrominance、Chroma）
- Cb（U）：蓝色色度分量，占8bit（1字节）
- Cr（V）：红色色度分量，占8bit（1字节）
兼容性
根据上面的图片，不难看出：
- Y分量对呈现出清晰的图像有着很大的贡献
- Cb、Cr分量的内容不太容易识别清楚
此外，你是否感觉：Y分量的内容看着有点眼熟？其实以前黑白电视的画面就是长这样子的。
YUV的发明处在彩色电视与黑白电视的过渡时期。
- YUV将亮度信息（Y）与色度信息（UV）分离，没有UV信息一样可以显示完整的图像，只不过是黑白的
- 这样的设计很好地解决了彩色电视与黑白电视的兼容性问题，使黑白电视也能够接收彩色电视信号，只不过它只显示了Y分量
- 彩色电视有Y、U、V分量，如果去掉UV分量，剩下的Y分量和黑白电视相同
转换
公式1
Y = 0.257R + 0.504G + 0.098B + 16``U = -0.148R - 0.291G + 0.439B + 128``V = 0.439R - 0.368G - 0.071B + 128 R = 1.164(Y - 16) + 2.018(U - 128)``G = 1.164(Y - 16) - 0.813(V - 128) - 0.391(U - 128)``B = 1.164(Y - 16) + 1.596(V - 128) |
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公式2
Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B``U = 0.564(B - Y) = -0.169R - 0.331G + 0.500B``V = 0.713(R - Y) = 0.500R - 0.419G - 0.081B R = Y + 1.403V``G = Y - 0.344U - 0.714V``B = Y + 1.770U |
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公式3
Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B``U = -0.169R - 0.331G + 0.500B + 128``V = 0.500R - 0.419G - 0.081B + 128 R = Y + 1.403(V - 128)``G = Y - 0.343(U - 128) - 0.714(V - 128)``B = Y + 1.770(U - 128) |
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格式转换
其他图片格式转YUV
ffmpeg -i ``in``.png -s 512x512 -pix_fmt yuv420p out.yuv |
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上述命令生成的yuv文件大小是：393216字节 = 512 * 512 * 1.5字节。
-
-s
-
设置图片的尺寸
-
可以用一些固定字符串表示尺寸，比如hd720表示1280x720
-
如果不设置此选项，默认会跟随输入图片的尺寸
-
-pix_fmt
-
设置像素格式
-
可以通过ffmpeg -pix_fmts查看FFmpeg支持的像素格式
-
如果不设置此选项，默认会跟随输入图片的像素格式
- 比如可能是rgb24、rgba8、pal8等
- 可以通过ffprobe查看某图片的像素格式，比如ffprobe in.png
YUV转其他图片格式
ffmpeg -s 512x512 -pix_fmt yuv420p -i ``in``.yuv out.jpg |
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- 这里必须得设置YUV的尺寸（-s）、像素格式（-pix_fmt）
- 这就类似于：对pcm进行编码时，必须得设置采样率（-ar）、声道数（-ac）、采样格式（-f）
显示YUV
完整的YUV
可以通过ffplay显示YUV数据。
- YUV中直接存储的是所有像素的颜色信息（可以理解为是图像的一种原始数据）
- 必须得设置YUV的尺寸（-s）、像素格式（-pix_fmt）才能正常显示
- 这就类似于：播放pcm时，必须得设置采样率（-ar）、声道数（-ac）、采样格式（-f）
ffplay -s 512x512 -pix_fmt yuv420p ``in``.yuv # 在ffplay中``# -s已经过期，建议改为：-video_size``# -pix_fmt已经过期，建议改为：-pixel_format``ffplay -video_size 512x512 -pixel_format yuv420p ``in``.yuv |
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单个分量
可以使用过滤器（filter）显示其中的单个分量（r、g、b、y、u、v）。
# 只显示r分量``ffplay -vf extractplanes=r in.png # 只显示g分量``ffplay -vf extractplanes=g in.png # 只显示b分量``ffplay -vf extractplanes=b in.png # 只显示y分量``ffplay -video_size 512x512 -pixel_format yuv420p -vf extractplanes=y in.yuv``# 只显示u分量``ffplay -video_size 512x512 -pixel_format yuv420p -vf extractplanes=u in.yuv``# 只显示v分量``ffplay -video_size 512x512 -pixel_format yuv420p -vf extractplanes=v in.yuv |
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- -vf
- 设置视频过滤器
- 等价写法：-filter:v
- extractplanes
- 抽取单个分量的内容到灰度视频流中
