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参考内容

（1）YUV和RGB的相互转换实验_Geek.Fan的博客-CSDN博客

（2） 工作中用到的一些基础知识

（3）YUV422 YUV420 Planar \ Semi-Planar \ Interleaved格式详解

（4）YUV 和 YCbCr 的差别 - 胡永光 - 博客园

一、颜色的学问

（1）颜色的本质是光的波长，但是因为有人去看才有了颜色这个概念。

（2）颜色的三个关键：亮度（亮暗程度）、色度（什么颜色）、饱和度（厚重浅薄感）。

（3）可以用“ 色彩空间 ”（RGB、YUV等）这个概念，数字化地表示一种颜色。

二、图像采集过程

（1）图像采集过程：光照在成像物体被反射>>镜头汇聚>>Sensor光电转换>>ADC为rawRGB。

（2）sensor上的每个像素硬件单元（或者说光电转换器）只能采集特定颜色的光的强度，因此每个像素只能为R或G或B。这些由sensor像素硬件单元得到的原始数据，就是rawRGB。

（3）将rawRGB进行转换（比如附近加权）得到我们熟知的RGB（每个像素点由RGB组成）。

（4）图像显示的要素：分辨率（一共多少像素）、pitch（像素与像素之间的距离）、观看距离。如果是视频，还需要考虑帧率。

（5）图像的表达、压缩、修整等相关技术，就发生在rawRGB以后的各个环节。

三、RGB方式表示颜色      

1、RGB格式

RGB格式有以下：RGB555、RGB565、RGB888（或者叫RGB24，即真彩色）、ARGB（或者叫RGB32，其中A表示透明度）等。其中RGB后面的数字表示分别用多少bit来表示R、G、B这三个分量（或者说通道）的亮度。

比如RGB565，使用16bit来表示一个像素，其中用5bit表示R分量，用6bit表示G分量，用5bit表示B分量。程序中使用一个字（两个字节）来操作RGB565格式的一个像素，各个bit的含义如下。

[高字节]  R R R R R G G G G G G B B B B B  [低字节]

我们通过使用屏蔽字和移位操作，可以得到RGB各分量的值。

2、RGB的本质

将色度分解为R、G、B三个分量，然后记录下各个分量的亮度。

如果采用RGB888格式，则每个分量有256阶亮度。当三个分量的亮度相同时，会得到灰色调（三个分量的亮度值都为0时是黑色，都为255时是白色，黑色与白色之间的就是灰色），此时的亮度也叫灰度值。

3、RGB的优势与劣势

（1）广泛应用于数字化的、彩色的显示器、计算机编程如opencv等领域。

（2）与传统灰度图（只有亮度信息）的兼容性不好，表达颜色的效率不高（即占用内存大）。

四、YUV方式表示颜色

1、YUV的简介

YUV也是一种色彩空间，其中Y表示亮度，U和V表示色度。只有Y就是黑白图像，再加上UV就是彩色图像了，因此兼容彩色系统和传统黑白系统。

2、YUV和RGB的对比

两者都是用来表达颜色的数学方法，但对颜色的描述思路和方法不同。RGB将一个颜色拆解为3个色度的亮度组合，YUV将一个颜色分解为2个色度与1个亮度的组合。RGB和YUV之间可以用数学方法互相换算，具体方法见参考内容（1），是一个典型的浮点运算过程。

3、YUV和YCbCr的对比

两者基本一样，具体介绍见参考内容（4）。

4、YUV的格式分类

YUV格式分为packed和planar两种，具体介绍见参考内容（2）。

假如有四个像素，每个像素都有一个YUV，即Y0U0V0、Y1U1V1、Y2U2V2、Y3U3V3。

对于packed，这四个像素的数据是这样编排的：[Y0,U0,V0]、[Y1,U1,V1]、[Y2,U2,V2]、[Y3,U3,V3]。即将YUV分量存放在同一个数组中。

对于planar，这四个像素的数据是这样编排的：[Y0,Y1,Y2,Y3]、[U0,U1,U2,U3]、[V0,V1,V2,V3]。即使用三个数组分开存放YUV三个分量，就像是一个三维平面一样。

对于semi planar，这四个像素的数据是这样编排的：[Y0,Y1,Y2,Y3]、[U0,V0]、[U1,V1]、[U2,V2]、[U3,V3]。

这两种格式各有优势。比如只想获取一部分图像的信息，那么packed格式的就比planar格式好，因为可以直接读取packed格式的部分数组，而plannar需要读取全部数组中。比如只想调亮画面，那么plannar就比packed好，因为直接修改plannar的亮度数组就好。

5、YUV相关的概念

下面是与YUV相关的概念，具体介绍参考内容（2）（3）。

YUYV（2个Y1个U1个V，应该就是YUV422？）

YUV422（即2*2像素点，共有4个Y、2个U和2个V。）

YUV420（其实叫YUV411更合适，2*2像素点，共有4个Y、1个U和1个V。）

YUV422 planar（即YUV422P）

YUV420 Planar（即YUV420P）

YUV422 semi planar（即YUV422SP）

YUV420 semi Planar（即YUV420SP）