做視頻采集與處理，自然少不了要學會分析YUV數據。因為從采集的角度來說，一般的視頻采集芯片輸出的碼流一般都是YUV數據流的形式，而從視頻處理（例如H.264、MPEG視頻編解碼）的角度來說，也是在原始YUV碼流進行編碼和解析，所以，了解如何分析YUV數據流對于做視頻領域的人而言，至關重要。本文就是根據我的學習和了解，簡單地介紹如何分析YUV數據流。

YUV碼流的存儲格式其實與其采樣的方式密切相關，主流的采樣方式有三種，YUV4:4:4，YUV4:2:2，YUV4:2:0，關于其詳細原理，可以通過網上其它文章了解，這里我想強調的是如何根據其采樣格式來從碼流中還原每個像素點的YUV值，因為只有正確地還原了每個像素點的YUV值，才能通過YUV與RGB的轉換公式提取出每個像素點的RGB值，然后顯示出來。

YUV，分為三個分量，“Y”表示明亮度（Luminance或Luma），也就是灰度值；而“U”和“V” 表示的則是色度（Chrominance或Chroma），作用是描述影像色彩及飽和度，用于指定像素的顏色。

與我們熟知的RGB類似，YUV也是一種顏色編碼方法，主要用于電視系統以及模擬視頻領域，它將亮度信息（Y）與色彩信息（UV）分離，沒有UV信息一樣可以顯示完整的圖像，只不過是黑白的，這樣的設計很好地解決了彩色電視機與黑白電視的兼容問題。并且，YUV不像RGB那樣要求三個獨立的視頻信號同時傳輸，所以用YUV方式傳送占用極少的頻寬。

好了，言歸正傳，談談如何分析YUV碼流吧。YUV碼流有多種不同的格式，要分析YUV碼流，就必須搞清楚你面對的到底是哪一種格式，并且必須搞清楚這種格式的YUV采樣和分布情況。下面我將介紹幾種常用的YUV碼流格式，供大家參考。

用三個圖來直觀地表示采集的方式吧，以黑點表示采樣該像素點的Y分量，以空心圓圈表示采用該像素點的UV分量。

先記住下面這段話，以后提取每個像素的YUV分量會用到。

YUV 4:4:4采樣，每一個Y對應一組UV分量。

YUV 4:2:2采樣，每兩個Y共用一組UV分量。

YUV 4:2:0采樣，每四個Y共用一組UV分量。

2.? 存儲方式

下面我用圖的形式給出常見的YUV碼流的存儲方式，并在存儲方式后面附有取樣每個像素點的YUV數據的方法，其中，Cb、Cr的含義等同于U、V。

（1） YUVY 格式 （屬于YUV422）

YUYV為YUV422采樣的存儲格式中的一種，相鄰的兩個Y共用其相鄰的兩個Cb、Cr，分析，對于像素點Y'00、Y'01 而言，其Cb、Cr的值均為 Cb00、Cr00，其他的像素點的YUV取值依次類推。

（2） UYVY 格式 （屬于YUV422）

UYVY格式也是YUV422采樣的存儲格式中的一種，只不過與YUYV不同的是UV的排列順序不一樣而已，還原其每個像素點的YUV值的方法與上面一樣。

（3） YUV422P（屬于YUV422）

YUV422P也屬于YUV422的一種，它是一種Plane模式，即打包模式，并不是將YUV數據交錯存儲，而是先存放所有的Y分量，然后存儲所有的U（Cb）分量，最后存儲所有的V（Cr）分量，如上圖所示。其每一個像素點的YUV值提取方法也是遵循YUV422格式的最基本提取方法，即兩個Y共用一個UV。比如，對于像素點Y'00、Y'01 而言，其Cb、Cr的值均為 Cb00、Cr00。

（4）YV12，YU12格式（屬于YUV420）

YU12和YV12屬于YUV420格式，也是一種Plane模式，將Y、U、V分量分別打包，依次存儲。其每一個像素點的YUV數據提取遵循YUV420格式的提取方式，即4個Y分量共用一組UV。注意，上圖中，Y'00、Y'01、Y'10、Y'11共用Cr00、Cb00，其他依次類推。

（5）NV12、NV21（屬于YUV420）

NV12和NV21屬于YUV420格式，是一種two-plane模式，即Y和UV分為兩個Plane，但是UV（CbCr）為交錯存儲，而不是分為三個plane。其提取方式與上一種類似，即Y'00、Y'01、Y'10、Y'11共用Cr00、Cb00

3.? 總結

幾種常見的YUV碼流格式就簡單地列在上面了，大家在處理YUV碼流前，先了解清楚自己的碼流到底屬于哪一種，然后對應進行處理。

最后，再回答一個疑問，即分析清楚YUV碼流格式了，我們可以做什么？最常用的一點就是，提取出所有的Y分量，然后利用vc或者matlab把你采集的圖像的灰度值（Y分量）顯示處理，這樣你就可以很快地知道你采集的圖像是否有問題了。后面我將繼續寫一些文章講述如何提取、轉換、顯示這些YUV原始碼流，有興趣可以繼續關注，歡迎留言討論。

接下來分別介紹如下幾個RGB/YUV視頻像素數據處理函數：

分離YUV420P像素數據中的Y、U、V分量

分離YUV444P像素數據中的Y、U、V分量

將YUV420P像素數據去掉顏色（變成灰度圖）

將YUV420P像素數據的亮度減半

將YUV420P像素數據的周圍加上邊框

生成YUV420P格式的灰階測試圖

計算兩個YUV420P像素數據的PSNR

分離RGB24像素數據中的R、G、B分量

將RGB24格式像素數據封裝為BMP圖像

將RGB24格式像素數據轉換為YUV420P格式像素數據

生成RGB24格式的彩條測試圖

本文中的RGB/YUV文件需要使用RGB/YUV播放器才能查看。YUV播放器種類比較多，例如YUV Player Deluxe，或者開源播放器（參考文章《修改了一個YUV/RGB播放器》）等。

推薦閱讀 原文 http://blog.csdn.net/leixiaohua1020/article/details/50534150