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文章目录

  • ​​NV21(YUV420)介绍​​
  • ​​YUV_NV21转BGR代码​​
  • ​​YUV图像 查看工具​​


本文主要介绍YUV_NV21颜色空间到RGB(BGR in OpenCV)颜色空间的转换，并给出示例代码，另附YUV图像查看工具。

NV21(YUV420)介绍

NV12和NV21属于YUV420格式（每2x2四个Y，共用一组uv），是一种two-plane模式，即Y和UV分为两个Plane，但是UV（CbCr）为交错存储，而不是分为三个plane。先存储所有的Y，然后UV交错存储：NV12先U后V，NV21先V后U。

YUV420sp示例格式如下：

YUV_NV21图像数据到RGB颜色空间的转换_颜色空间

YUV_NV21转BGR代码

YUV_NV21颜色空间到RGB(BGR in OpenCV)颜色空间的转换示例代码如下：

const int width  = 1280;
const int height = 800;
std::ifstream file_in;
file_in.open("../image_yuv_nv21_1280_800_01.raw", std::ios::binary);
std::filebuf *p_filebuf = file_in.rdbuf();
size_t size = p_filebuf->pubseekoff(0, std::ios::end, std::ios::in);
p_filebuf->pubseekpos(0, std::ios::in);
char *buf_src = new char[size];
p_filebuf->sgetn(buf_src, size);
cv::Mat mat_src = cv::Mat(height*1.5, width, CV_8UC1, buf_src);
cv::Mat mat_dst = cv::Mat(height, width, CV_8UC3);
cv::cvtColor(mat_src, mat_dst, cv::COLOR_YUV2BGR_NV21);

转换出的（正确）效果如下：

YUV_NV21图像数据到RGB颜色空间的转换_示例代码_02

接下来，我自己按如下逻辑实现该算法，替换掉 OpenCV的 ​​cv::cvtColor(mat_src, mat_dst, cv::COLOR_YUV2BGR_NV21)​​

  • 从内存中读取出每个像素的YUV，即 YUV420 --> YUV444
  • 根据 YUV --> RGB 公式，计算出RGB值
  • 按 BGR888 的内存分布格式，将RGB值写入内存传给 ​​cv::Mat​​
  • 保存图片到本地显示

实现代码如下：

void yuv_nv21_to_rgb(unsigned char rgb[], char yuv[], int width, int height) {

int total = width * height;
char Y, U, V;
unsigned char R, G, B;
int index = 0;

for (int h = 0; h < height; h++) {
    for (int w = 0; w < width; w++) {

        Y = yuv[h * width + w];
        if ((w & 1) == 0)
            V = yuv[total + (h >> 1) * width + w];
        if ((w & 1) == 1)
            U = yuv[total + (h >> 1) * width + w - 1];

        // OpenCV YCrCb --> RGB
        //B = Y + 1.773*(U-128);
        //G = Y - 0.714*(V-128) - 0.344*(U-128);
        //R = Y + 1.403*(V-128);

        // YUV-->RGB for HDTV(BT.601)
        //B = Y + 2.03211*(U-128);
        //G = Y - 0.39465*(U-128) - 0.5806*(V-128);
        //R = Y + 1.13983*(V-128);

        // YUV-->RGB for HDTV(BT.709)
        //B = Y + 2.12798*(U-128);
        //G = Y - 0.21482*(U-128) - 0.38059*(V-128);
        //R = Y + 1.28033*(V-128);

        // YCbCr-->RGB
        B = 1.164*(Y-16) + 2.018*(U-128);
        G = 1.164*(Y-16) - 0.813*(U-128) - 0.391*(V-128);
        R = 1.164*(Y-16) + 1.596*(V-128);

        if (R < 0) R = 0; else if (R > 255) R = 255;
        if (G < 0) G = 0; else if (G > 255) G = 255;
        if (B < 0) B = 0; else if (B > 255) B = 255;

        rgb[index++] = B;
        rgb[index++] = G;
        rgb[index++] = R;
    }
}

}

该代码中试了几种 YUV --> RGB 的算法，效果最好的即上面使用（未注释）的代码，转换结果如下：

YUV_NV21图像数据到RGB颜色空间的转换_颜色空间_03

欢迎各位同学指正，找出效果不好的原因，并解决问题，谢谢～

YUV图像 查看工具