基本介紹
- 中文名：YUV
- 外文名：YUV
- 類屬：顏色編碼方法
- 起源地：歐洲
- 套用領域：電視系統
- 用途：用於最佳化彩色視頻信號的傳輸
簡介,歷史,常用的YUV格式,YUY2及常見表示方法,YVYUUYVY,YV12,參見,
簡介
YUV是編譯true-color顏色空間（colorspace）的種類，Y'UV,YUV,YCbCr，YPbPr等專有名詞都可以稱為YUV，彼此有重疊。“Y”表示明亮度（Luminance、Luma），“U”和“V”則是色度、飽和度（Chrominance、Chroma）。
Y′UV,YUV,YCbCr,YPbPr所指涉的範圍，常有混淆或重疊的情況。從歷史的演變來說，其中YUV和Y'UV通常用來編碼電視的模擬信號，而YCbCr則是用來描述數字的視頻信號，適合視頻與圖片壓縮以及傳輸，例如MPEG、JPEG。但在現今，YUV通常已經在電腦系統上廣泛使用。
Y'代表明亮度(luma;brightness)而U與V存儲色度(色訊;chrominance;color)部分;亮度(luminance)記作Y，而Y'的prime符號記作伽瑪校正。
YUVFormats分成兩個格式：
- 緊縮格式（packedformats）：將Y、U、V值存儲成MacroPixels數組，和RGB的存放方式類似。
- 平面格式（planarformats）：將Y、U、V的三個分量分別存放在不同的矩陣中。
緊縮格式（packedformat）中的YUV是混合在一起的，對於YUV4:4:4格式而言，用緊縮格式很合適的，因此就有了UYVY、YUYV等。平面格式（planarformats）是指每Y分量，U分量和V分量都是以獨立的平面組織的，也就是說所有的U分量必須在Y分量後面，而V分量在所有的U分量後面，此一格式適用於採樣（subsample）。平面格式（planarformat）有I420（4:2:0）、YV12、IYUV等。
歷史
Y'UV的發明是由於彩色電視與黑白電視的過渡時期。黑白視頻只有Y（Luma，Luminance）視頻，也就是灰階值。到了彩色電視規格的制定，是以YUV/YIQ的格式來處理彩色電視圖像，把UV視作表示彩度的C（Chrominance或Chroma），如果忽略C信號，那么剩下的Y（Luma）信號就跟之前的黑白電視頻號相同，這樣一來便解決彩色電視機與黑白電視機的兼容問題。Y'UV最大的優點在於只需占用極少的頻寬。
因為UV分別代表不同顏色信號，所以直接使用R與B信號表示色度的UV。也就是說UV信號告訴了電視要偏移某象素的的顏色，而不改變其亮度。或者UV信號告訴了顯示器使得某個顏色亮度依某個基準偏移。UV的值越高，代表該像素會有更飽和的顏色。
彩色圖像記錄的格式，常見的有RGB、YUV、CMYK等。彩色電視最早的構想是使用RGB三原色來同時傳輸。這種設計方式是原來黑白頻寬的3倍，在當時並不是很好的設計。RGB訴求於人眼對色彩的感應，YUV則著重於視覺對於亮度的敏感程度，Y代表的是亮度，UV代表的是彩度（因此黑白電影可省略UV，相近於RGB），分別用Cr和Cb來表示，因此YUV的記錄通常以Y:UV的格式呈現。
常用的YUV格式
為節省頻寬起見，大多數YUV格式平均使用的每像素位數都少於24位。主要的抽樣（subsample）格式有YCbCr4:2:0、YCbCr4:2:2、YCbCr4:1:1和YCbCr4:4:4。YUV的表示法稱為A:B:C表示法：
- 4:4:4表示完全取樣。
- 4:2:2表示2:1的水平取樣，垂直完全採樣。
- 4:2:0表示2:1的水平取樣，垂直2：1採樣。
- 4:1:1表示4:1的水平取樣，垂直完全採樣。
最常用Y:UV記錄的比重通常1:1或2:1，DVD-Video是以YUV4:2:0的方式記錄，也就是我們俗稱的I420，YUV4:2:0並不是說只有U（即Cb）,V（即Cr）一定為0，而是指U：V互相援引，時見時隱，也就是說對於每一個行，只有一個U或者V分量，如果一行是4:2:0的話，下一行就是4:0:2，再下一行是4:2:0...以此類推。至於其他常見的YUV格式有YUY2、YUYV、YVYU、UYVY、AYUV、Y41P、Y411、Y211、IF09、IYUV、YV12、YVU9、YUV411、YUV420等。
YUY2及常見表示方法
YUY2（和YUYV）格式為像素保留Y，而UV在水平空間上相隔二個像素採樣一次（Y0U0Y1V0），（Y2U2Y3V2）…其中，（Y0U0Y1V0）就是一個macro-pixel（宏像素），它表示了2個像素，（Y2U2Y3V2）是另外的2個像素。以此類推，再如：Y41P（和Y411）格式為每個像素保留Y分量，而UV分量在水平方向上每4個像素採樣一次。一個宏像素為12個位元組，實際表示8個像素。圖像數據中YUV分量排列順序如下：（U0Y0V0Y1U4Y2V4Y3Y4Y5Y6Y7）…
YVYUUYVY
YVYU,UYVY格式跟YUY2類似，只是排列順序有所不同。Y211格式是Y每2個像素採樣一次，而UV每4個像素採樣一次。AYUV格式則有一Alpha通道。
YV12
YV12格式與IYUV類似，每個像素都提取Y，在UV提取時，將圖像2x2的矩陣，每個矩陣提取一個U和一個V。YV12格式和I420格式的不同處在V平面和U平面的位置不同。在YV12格式中，V平面緊跟在Y平面之後，然後才是U平面（即：YVU）；但I420則是相反（即：YUV）。NV12與YV12類似，效果一樣，YV12中U和V是連續排列的，而在NV12中，U和V就交錯排列的。
排列舉例：2*2圖像YYYYVU；4*4圖像YYYYYYYYYYYYYYYYVVVVUUUU
