RGB&YUV 颜色编码理解

前言: RGB 和 YUV 都是色彩空间模型，下面来分别介绍下

颜色编码格式，是指每种颜色都可以用 三种颜色来表示，将 分别取不同的值，会展示不同的颜色（即三原色）。

使用 编码的图像中国呢，每个像素点都是由红、绿、蓝三个颜色组成，每种颜色在内存中都占用 (一个字节),即一个像素点占用 ,加上透明度，所以一个像素点在内存中占用 (4个字节)。

颜色编码采用的是 和 来指定像素的颜色，其中Y表示明亮度（Luminance Luma），U和V表示色度（Chrominance chroma），而色度，又定义了颜色的色调和饱和度。

，如下图所示，和RGB类似，每个像素先都包含Y、U、V3个分量，但是其中Y和UV是可以分离的，没有UV信息，也是可以显示图片的，只不过的黑白的。

使用YUV的优势

对于YUV图像来说，并不是每个像素点都需要包含Y、U、V三个分量，我们可以根据不同的采样格式，有以下几种采样格式

其中最常用的YUV格式则是 YUV4:2:0

YUV4:4:4 采样格式，表示其中的 Y、U、V 三个分量的 采样比例是相同的 ，所以每个像素点的分量信息都是完整的，每个分量占用8bit，一个像素点占用1个字节。与RGB颜色编码相比，并没有节省带宽，占用的存储空间也没有减少

可以简单理解为： 原始像素原样输出，没有任何压缩 ，如下图所示

其中映射过程如下图所示

YUV4:2:2 采样格式，是指其中Y分量的采样是UV分量的2倍，即 Y 分量与 UV 分量是按照 2：1的比例采样 。举例说明：如果水平方向有10个像素点，通过这种采样格式，最终采样了10个Y分量，5个UV分量

可以通俗的理解为： 每采样一个像素点，都会采样Y分量，而U、V分量则会间隔一个采集一个 ，如图所示

其映射过程如图所示

YUV4:2:0采样格式，并不是只采样U分量，而不采样V分量，而是在 每一行 扫描时，只 扫描 一种 U/V其中一种色度分量 ，而 Y 按照 2：1 的方式采样。

举例说明：

对于每个色度分量来说，在水平方向和竖直方向的采样 和 Y分享相比都是2：1

可以简单的理解为： 在田字格的4个像素点中，4个Y分量共用了一套UV分量 ，如图所示

其映射过程如图所示

对于图像显示器来说，它是通过 RGB 模型来显示图像的，而在传输图像数据时又是使用 YUV 模型，这是因为 YUV 模

型可以节省带宽。因此就需要采集图像时将 RGB 模型转换到 YUV 模型，显示时再将 YUV 模型转换为 RGB 模型.

RGB转YUV

我们都知道屏幕上的每个像素点都是由 RGBA 组成， R :red(红)、 G :green(绿)、 B :blue(蓝)、 A :alpha(透明度)。那么 YUV 是干什么的呢？

YUV 和 RGB 类似，每个像素点都包含了三个分量： Y 、 U 、 V 分量。与 RGB 编码不同的是， Y 分量和 UV 分量是可以分离的，如果没有 UV 分量我们看到的就是一张黑白图片，就像以前的黑白电视机。对于 YUV 图像来说，并不是每个像素点，都必须包含 UV 分量，没有UV分量我们只是看不到彩色，所以我们可以合理调整 UV 分量的采样方式，来达到节约存储空间的目的。 Y 分量是负责亮度的，所以 Y 分量是每个像素点都必须采样的。

显示器都是通过 RGB模型 来显示图像的，因为需要节省带宽，我们选择 YUV模型 来进行传输。所以我们需要采集图像的时候，先将 RGB模型 转换成 YUV模型 ，在显示的时候再将 YUV模型 转换成 RGB模型 。

RGB 到 YUV 的转换，就是将图像所有像素点的 R、G、B 分量量转换到 Y、U、V 分量。 RGB 模型和 YUV 模型之间的相互转换的公式如下：

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