音视频基础知识-YUV图像
概念
YUV和RGB的功能类似，都是用来表示图像色彩的。但是对于 YUV 所表示的图像，Y 和 UV 分量是分离的。如果只有 Y 分量而没有 UV 分离，那么图像表示的就是黑白图像。彩色电视机采用的就是 YUV 图像，解决与和黑白电视机的兼容问题，使黑白电视机也能接受彩色电视信号。
YUV不像RGB那样要求三个独立的视频信号同时传输，所以用YUV方式传送占用极少的频宽。因此RGB用于渲染，YUV用于传输。
因为人眼对色度的敏感程度低于对亮度的敏感程度。主要原因是视网膜杆细胞多于视网膜锥细胞，其中视网膜杆细胞的作用就是识别亮度，视网膜锥细胞的作用就是识别色度。所以，眼睛对于亮度的分辨要比对颜色的分辨精细一些。利用这个原理，可以把色度信息减少一点，人眼也无法察觉这一点。
这也是视频压缩的原理之一。
我们重温一下这张图：视频文件播放流程图
视频通过解码器解码出来得到YUV数据，YUV再转换成RGB交给GPU渲染就能在显示器上看到画面了。
YUV的储存方式
YUV格式有两大类：planar和packed。
对于planar的YUV格式，先连续存储所有像素点的Y，紧接着存储所有像素点的U，随后是所有像素点的V。
对于packed的YUV格式，每个像素点的Y,U,V是连续交替存储的。
YUV的采样
主流的采样方式有三种，YUV4:4:4，YUV4:2:2，YUV4:2:0
YUV4:4:4 表示完全取样，每一个Y对应一组UV分量。一个YUV占 8+8+8 = 24bits,3个字节。
YUV4:2:2 表示2:1的水平取样，垂直完全采样，，每两个Y共用一组UV分量。一个YUV占 8+4+4 = 16bits 2个字节。
YUV4:2:0 表示2:1的水平取样，垂直2：1采样，每四个Y共用一组UV分量。一个YUV占 8+2+2 = 12bits 1.5个字节
注意：YUV 4:2:0这并不意味着只有Y、U，没有V分量，只是说U分量和V分类交替采样。一个字节是8位
直接上图：
为什么这张图是8X4的图，因为我们假设这是一张宽是8像素，高是4个像素的图，当然你也可以用4X4的。
YUV与RGB转换
RGB转成YUV：
Y = (0.257 * R) + (0.504 * G) + (0.098 * B) + 16
Cr = V = (0.439 * R) - (0.368 * G) - (0.071 * B) + 128
Cb = U = -(0.148 * R) - (0.291 * G) + (0.439 * B) + 128
YUV转成RGB：
B = 1.164(Y - 16) + 2.018(U - 128)
G = 1.164(Y - 16) - 0.813(V - 128) - 0.391(U - 128)
R = 1.164(Y - 16) + 1.596(V - 128)
YUV420p和YUV420sp具体分类和详情
YUV420也是目前最主流的采样方式，因为这样的采样最省空间，而又不会大幅度影响人类肉眼的观赏性。
YUV420p：又叫planer平面模式，Y ，U，V分别在不同平面，也就是有三个平面。
YUV420p又分为YU12 和 YU21（又叫I420）：他们的区别只是存储UV的顺序不一样而已。
YU12：安卓的模式。存储顺序是先存Y，再存U，最后存V。YYYYUUUVVV
YV12：存储顺序是先存Y，再存V，最后存U。YYYVVVUUU
YUV420SP是packed类型的。它是先存储了 Y 分量，但接下来并不是再存储所有的 U 或者 V 分量，而是把 UV 分量交替连续存储。
NV12 和 NV21 格式都属于YUV420SP类型。
NV12 是 IOS 中有的模式，它的存储顺序是先存 Y 分量，再 UV 进行交替存储。
NV21 是 安卓 中有的模式，它的存储顺序是先存 Y 分量，在 VU 交替存储。
YUV的内存大小计算
内存大小 = 一个YUV的字节大小 * 宽 * 高
以YUV420为例，总大小=宽高1.5
Y分量 = 宽 * 高
U分量 = 总大小 / 4
V分量 = 总大小 / 4
结语
对于YUV基本的认识今天先了解到这里，如果你也想深入学习音视频开发，请扫码关注共同进步。