图像实战 - RGB、YUV图像格式介绍

最近在做人脸识别的项目，所以接触到也采坑了不少关于图像方面的技术，比如RGB、YUV图像格式，今天就主要记录一下常用的几种图像格式：BGR24、NV21、NV12、I420、YUYV…。以下介绍这几种图像格式的内存排列方式。

一、相关图像颜色空间介绍

1. RGB颜色空间

RGB颜色空间以Red、Green、Blue三种基本色为基础，进行不同程度的叠加，产生丰富而广泛的颜色，所以俗称三基色模式。
常见的RGB格式有：RGB_565、RGB_888、ARGB_8888、ARGB_4444等。但是也有列外，尤其是搞安卓的同学要特别注意，谷歌在这里给我们挖了一个坑，那就是，ARGB_8888和ARGB_4444实际上在底层对应的是 RGBA_8888和RGBA_4444，例如ARGB_8888图像，其像素数据在内存中其实是以R G B A R G B A …的顺序排布的。

• Bitmap.java中的内容

public static enum Config {
        ALPHA_8,
        RGB_565,
        /** @deprecated */
        @Deprecated
        ARGB_4444,
        ARGB_8888,
        RGBA_F16,
        HARDWARE;

        private Config() {
        }
    }

• Bitmap.h中的内容

/** Bitmap pixel format. */
enum AndroidBitmapFormat {
    /** No format. */
    ANDROID_BITMAP_FORMAT_NONE      = 0,
    /** Red: 8 bits, Green: 8 bits, Blue: 8 bits, Alpha: 8 bits. **/
    ANDROID_BITMAP_FORMAT_RGBA_8888 = 1,
    /** Red: 5 bits, Green: 6 bits, Blue: 5 bits. **/
    ANDROID_BITMAP_FORMAT_RGB_565   = 4,
    /** Deprecated in API level 13. Because of the poor quality of this configuration, it is advised to use ARGB_8888 instead. **/
    ANDROID_BITMAP_FORMAT_RGBA_4444 = 7,
    /** Alpha: 8 bits. */
    ANDROID_BITMAP_FORMAT_A_8       = 8,
};

2. YUV颜色空间

在YUV颜色空间中，Y用来表示亮度，U和V用来表示色度。
常见的YUV格式有以下几大类：

1. planar: Y、U、V全部连续存储，如I420、YV12，即3个plane
2. packed: Y、U、V交叉存储，如YUYV，即1个plane
3. semi-planar: Y连续存储，U、V交叉存储，如NV21、NV12，即2个plane

二、相关图像格式介绍

1. BGR24图像格式

BGR24图像格式是一种采用24bpp(bit per pixel)的格式。每个颜色通道B、G、R各占8bpp。
排列方式如：

B G R   B G R   B G R   B G R   B G R   B G R   B G R   B G R
B G R   B G R   B G R   B G R   B G R   B G R   B G R   B G R
B G R   B G R   B G R   B G R   B G R   B G R   B G R   B G R
B G R   B G R   B G R   B G R   B G R   B G R   B G R   B G R

2. NV21图像格式

NV21图像格式属于 YUV颜色空间中的YUV420SP格式，每四个Y分量共用一组U分量和V分量，Y连续排序，U与V交叉排序。
排列方式如：

Y Y   Y Y   Y Y   Y Y
Y Y   Y Y   Y Y   Y Y

Y Y   Y Y   Y Y   Y Y
Y Y   Y Y   Y Y   Y Y

V U   V U   V U  V U

V U   V U   V U  V U

3. NV12图像格式

NV12图像格式属于 YUV颜色空间中的YUV420SP格式，每四个Y分量共用一组U分量和V分量，Y连续排序，U与V交叉排序（NV12和NV21只是U与V的位置相反）。
排列方式如：

Y Y   Y Y   Y Y   Y Y
Y Y   Y Y   Y Y   Y Y

Y Y   Y Y   Y Y   Y Y
Y Y   Y Y   Y Y   Y Y

U V   U V   U V  U V

U V   U V   U V  U V

4. I420图像格式

I420图像格式属于 YUV颜色空间中的YUV420P格式，每四个Y分量共用一组U分量和V分量，Y、U、V各自连续排序。
排列方式如：

Y Y   Y Y   Y Y   Y Y
Y Y   Y Y   Y Y   Y Y

Y Y   Y Y   Y Y   Y Y
Y Y   Y Y   Y Y   Y Y

U     U     U     U
U     U     U     U

V     V     V     V
V     V     V     V

5. YV12图像格式

YV12图像格式属于 YUV颜色空间中的YUV420P格式，每四个Y分量共用一组U分量和V分量，Y、U、V各自连续排序（YV12和I420只是U与V的位置相反）。
排列方式如：

Y Y   Y Y   Y Y   Y Y
Y Y   Y Y   Y Y   Y Y

Y Y   Y Y   Y Y   Y Y
Y Y   Y Y   Y Y   Y Y

V     V     V     V
V     V     V     V

U     U     U     U
U     U     U     U

6. YUYV图像格式

YUYV图像格式属于 YUV颜色空间中的YUV422格式，每两个Y分量共用一组U分量和V分量，Y、U、V交叉排序。
排列方式如：

Y U Y V   Y U Y V   Y U Y V   Y U Y V

Y U Y V   Y U Y V   Y U Y V   Y U Y V

Y U Y V   Y U Y V   Y U Y V   Y U Y V

Y U Y V   Y U Y V   Y U Y V   Y U Y V