轉自 http://www.cnblogs.com/azraelly/archive/2013/01/01/2841269.html
YUV 格式有兩大類：planar 和 packed。
對於 planar 的 YUV 格式，先連續存儲所有像素點的 Y，緊接着存儲所有像素點的 U，隨後是所有像素點的 V。
對於 packed 的 YUV 格式，每個像素點的 Y, U, V 是連續交錯存儲的。
YUV，分爲三個分量，“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，用於指定像素的顏色。
與我們熟知的 RGB 類似，YUV 也是一種顏色編碼方法，主要用於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。並且，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 方式傳送佔用極少的頻寬。
1. 採樣
YUV 碼流的存儲格式其實與其採樣的方式密切相關，主流的採樣方式有三種，YUV4:4:4，YUV4:2:2，YUV4:2:0，關於其詳細原理，可以通過網上其它文章瞭解，這裏我想強調的是 如何根據其採樣格式來從碼流中還原每個像素點的 YUV 值，因爲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，然後顯示出來。
用三個圖來直觀地表示採集的方式吧，以黑點表示採樣該像素點的 Y 分量，以空心圓圈表示採用該像素點的 UV 分量
先記住下面這段話，以後提取每個像素的YUV分量會用到。
- YUV 4:4:4採樣，每一個Y對應一組UV分量。
- YUV 4:2:2採樣，每兩個Y共用一組UV分量。
- YUV 4:2:0採樣，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，並在存儲方式後面附有取樣每個像素點的 YUV 數據的方法，其中，Cb、Cr 的含義等同於 U、V。
（1） YUVY 格式 （屬於YUV422）
YUYV爲YUV422採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，對於像素點Y’00、Y’01 而言，其Cb、Cr的值均爲 Cb00、Cr00，其他的像素點的YUV取值依次類推。
（2） UYVY 格式 （屬於YUV422）
UYVY格式也是YUV422採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（屬於YUV422）
YUV422P也屬於YUV422的一種，它是一種Plane模式，即平面模式，並不是將YUV數據交錯存儲，而是先存放所有的Y分量，然後存儲所有的U（Cb）分量，最後存儲所有的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，對於像素點Y’00、Y’01 而言，其Cb、Cr的值均爲 Cb00、Cr00。
（4）YV12，YU12格式（屬於YUV420）
YU12和YV12屬於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（屬於YUV420）
NV12和NV21屬於YUV420格式，是一種two-plane模式，即Y和UV分爲兩個Plane，但是UV（CbCr）爲交錯存儲，而不是分爲三個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
例子
YUV420 planar數據， 以720×480大小圖象YUV420 planar爲例，
其存儲格式是： 共大小爲(720×480×3>>1)字節，
分爲三個部分:Y,U和V
Y分量： (720×480)個字節
U(Cb)分量：(720×480>>2)個字節
V(Cr)分量：(720×480>>2)個字節
三個部分內部均是行優先存儲，三個部分之間是Y,U,V 順序存儲。
即YUV數據的0－－720×480字節是Y分量值，
720×480－－720×480×5/4字節是U分量
720×480×5/4 －－720×480×3/2字節是V分量。
4 ：2： 2 和4：2：0 轉換:
最簡單的方式：
YUV4:2:2 —> YUV4:2:0 Y不變，將U和V信號值在行(垂直方向)在進行一次隔行抽樣。 YUV4:2:0 —> YUV4:2:2 Y不變，將U和V信號值的每一行分別拷貝一份形成連續兩行數據。
在YUV420中，一個像素點對應一個Y，一個4X4的小方塊對應一個U和V。對於所有YUV420圖像，它們的Y值排列是完全相同的，因爲只有Y的圖像就是灰度圖像。YUV420sp與YUV420p的數據格式它們的UV排列在原理上是完全不同的。420p它是先把U存放完後，再存放V，也就是說UV它們是連續的。而420sp它是UV、UV這樣交替存放的。(見下圖) 有了上面的理論，我就可以準確的計算出一個YUV420在內存中存放的大小。 width * hight =Y（總和） U = Y / 4 V = Y / 4
所以YUV420 數據在內存中的長度是 width * hight * 3 / 2(byte)，
假設一個分辨率爲8X4的YUV圖像，它們的格式如下圖：
YUV420sp格式如下圖:
YUV420p數據格式如下圖:
旋轉 90 度的算法:
public static void rotateYUV240SP(byte[] src, byte[] des, int width, int height)
{
int wh = width * height;
//旋轉Y
int k = 0;
for(int i = 0; i < width; i++) {
for(int j = 0; j < height; j++)
{
des[k] = src[width*j + i];
k++;
}
}
for(int i = 0; i < width; i+ = 2) {
for(int j = 0; j < height/2; j++)
{
des[k] = src[wh+ width*j + i];
des[k+1]=src[wh + width*j + i+1];
k+ = 2;
}
}
}YV12和I420(YU12)的區別
一般來說，直接採集到的視頻數據是 RGB24 的格式，RGB24 一幀的大小 size＝width×heigth×3 Byte，RGB32 的 size＝width×heigth×4 byte，如果是 I420（即 YUV 標準格式 4：2：0）的數據量是 size＝width×heigth×1.5 Byte。
在採集到 RGB24 數據後，需要對這個格式的數據進行第一次壓縮。即將圖像的顏色空間由 RGB2YUV。因爲，X264在進行編碼的時候需要標準的 YUV（4：2：0）。但是這裏需要注意的是，雖然 YV12 也是（4：2：0），但是 YV12 和 I420 的卻是不同的，在存儲空間上面有些區別。如下：
YV12 ： 亮度（行×列） ＋ V（行×列/4) + U（行×列/4）
I420 ： 亮度（行×列） ＋ U（行×列/4) + V（行×列/4）
可以看出，YV12 和 I420 基本上是一樣的，就是 UV 的順序不同。
繼續我們的話題，經過第一次數據壓縮後 RGB24－>YUV（I420）。這樣，數據量將減少一半，爲什麼呢？呵呵，這個就太基礎了，我就不多寫了。同樣，如果是 RGB24－>YUV（YV12），也是減少一半。但是，雖然都是一半，如果是 YV12 的話效果就有很大損失。然後，經過 X264 編碼後，數據量將大大減少。將編碼後的數據打包，通過 RTP 實時傳送。到達目的地後，將數據取出，進行解碼。完成解碼後，數據仍然是 YUV 格式的，所以，還需要一次轉換，這樣 windows 的驅動纔可以處理，就是 YUV2RGB24。
YUY2 是 4:2:2 [Y0 U0 Y1 V0]
yuv420p 和 YUV420的區別
在存儲格式上有區別
yuv420p：yyyyyyyy uuuuuuuu vvvvv
yuv420： yuv yuv yuv
YUV420P: Y，U，V三個分量都是平面格式，分爲I420和YV12。I420格式和YV12格式的不同處在U平面和V平面的位置不同。在I420格式中，U平面緊跟在Y平面之後，然後纔是V平面（即：YUV）；但YV12則是相反（即：YVU）。
YUV420SP: Y分量平面格式，UV打包格式, 即NV12。 NV12與NV21類似，U 和 V 交錯排列,不同在於UV順序。
I420: YYYYYYYY UU VV =>YUV420P
YV12: YYYYYYYY VV UU =>YUV420P
NV12: YYYYYYYY UVUV =>YUV420SP
NV21: YYYYYYYY VUVU =>YUV420SP