一、概念介紹
1、YUV：中“Y”表示明亮度（Luminance或Luma），也就是灰階值；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。採用YUV色彩空間的重要性是它的亮度信號Y和色度信號U、V是分離的。如果只有Y信號分量而沒有U、V分量，那麼這樣表示的圖像就是黑白灰度圖像。彩色電視採用YUV空間正是爲了用亮度信號Y解決彩色電視機與黑白電視機的兼容問題，使黑白電視機也能接收彩色電視信號。
2、YCbCr 其實是YUV經過縮放和偏移的翻版。其中Y與YUV 中的Y含義一致,Cb,Cr 同樣都指色彩，只是在表示方法上不同而已。YCbCr其中Y是指亮度分量，Cb指藍色色度分量，而Cr指紅色色度分量。可以參考下圖對其進行理解：
圖片說明：白雪在Cr和Cb中都表示爲中間值; 棕色穀倉由弱Cb和強Cr代表; 綠草是由弱Cb和弱Cr代表的; 藍天由強大的Cb和弱Cr代表。
3、RGB(R,G,B 都是 8bit unsigned) 模型，每個像素點需要 8x3=24 bits，
例如：【red】0,0,255 【green】0,255,0 【blue】255,0,0 【white】255,255,255 【black】0,0,0
二、採樣格式
在YUV 家族中，YCbCr 是在計算機系統中應用最多的成員，其應用領域很廣泛，JPEG、MPEG均採用此格式。一般人們所講的YUV大多是指YCbCr。YCbCr 有許多取樣格式，主要的採樣格式有YCbCr 4:2:0、YCbCr 4:2:2、YCbCr 4:1:1和 YCbCr 4:4:4。其中YCbCr 4:1:1 比較常用，其含義爲：每個點保存一個 8bit 的亮度值（也就是Y值），每 2x2 個點保存一個 Cr 和Cb 值，圖像在肉眼中的感覺不會起太大的變化。所以，原來用 RGB(R,G,B 都是 8bit unsigned) 模型，每個點需要 8x3=24 bits（如下圖第一個圖）. 而僅需要 8+（8/4）+（8/4）=12bits，平均每個點佔12bits。這樣就把圖像的數據壓縮了一半。
(1)YUV 4:4:4
YUV三個信道的抽樣率相同，因此在生成的圖像裏，每個象素的三個分量信息完整（每個分量通常8比特），經過8比特量化之後，未經壓縮的每個像素佔用3個字節。
下面的四個像素爲： [Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3]
存放的碼流爲： Y0 U0 V0 Y1 U1 V1 Y2 U2 V2 Y3 U3 V3
(2)YUV 4:2:2
每個色差信道的抽樣率是亮度信道的一半，所以水平方向的色度抽樣率只是4:4:4的一半。對非壓縮的8比特量化的圖像來說，每個由兩個水平方向相鄰的像素組成的宏像素需要佔用4字節內存。
下面的四個像素爲： [Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3]
存放的碼流爲： Y0 U0 Y1 V1 Y2 U2 Y3 V3
映射出像素點爲：[Y0 U0 V1] [Y1 U0 V1] [Y2 U2 V3] [Y3 U2 V3]
(3)YUV 4:1:1
4:1:1的色度抽樣，是在水平方向上對色度進行4:1抽樣。對於低端用戶和消費類產品這仍然是可以接受的。對非壓縮的8比特量化的視頻來說，每個由4個水平方向相鄰的像素組成的宏像素需要佔用6字節內存
下面的四個像素爲： [Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3]
存放的碼流爲： Y0 U0 Y1 Y2 V2 Y3
映射出像素點爲：[Y0 U0 V2] [Y1 U0 V2] [Y2 U0 V2] [Y3 U0 V2]
(4)YUV4:2:0
4:2:0並不意味着只有Y,Cb而沒有Cr分量。它指得是對每行掃描線來說，只有一種色度分量以2:1的抽樣率存儲。相鄰的掃描行存儲不同的色度分量，也就是說，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。對每個色度分量來說，水平方向和豎直方向的抽樣率都是2:1，所以可以說色度的抽樣率是4:1。對非壓縮的8比特量化的視頻來說，每個由2x2個2行2列相鄰的像素組成的宏像素需要佔用6字節內存。
下面八個像素爲：[Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3]
[Y5 U5 V5] [Y6 U6 V6] [Y7U7 V7] [Y8 U8 V8]
存放的碼流爲：Y0 U0 Y1 Y2 U2 Y3
Y5 V5 Y6 Y7 V7 Y8
映射出的像素點爲：[Y0 U0 V5] [Y1 U0 V5] [Y2 U2 V7] [Y3 U2 V7]
[Y5 U0 V5] [Y6 U0 V5] [Y7U2 V7] [Y8 U2 V7]
三、 相互轉換
YCbCr與RGB的相互轉換
Y=0.299R+0.587G+0.114B
Cb=0.564(B-Y)
Cr=0.713(R-Y)
R=Y+1.402Cr
G=Y-0.344Cb-0.714Cr
B=Y+1.772Cb