RGB与YUV图像视频格式的相互转换

核心提示： 在整个视频行业中，定义了很多 YUV 格式，RGB与YUV图像视频格式的相互转换(3)，我以UYVY格式标准来说明，4:2:2 格式UYVY每像素占16 位，您可以执行本文附带的程序 (功能菜单->转换并写入YUV两场) 查看转换过程，RGB转UYVY公式如下：公式：(RGB =&g

在整个视频行业中，定义了很多 YUV 格式，我以UYVY格式标准来说明，4:2:2 格式UYVY每像素占16 位，UYVY字节顺序如下图：

(图3 UYVY字节顺序)

其中第一个字节为U0，每二个字节为Y0，依次排列如下：

[U0，Y0，U1，Y1] [U1，Y2，V1，Y3] [U2，Y4，V2，Y5] ……

经过仔细分析，我们要实现RGB转YUV格式的话，一个像素的RGB占用三个节，而UYVY每像素占用两个字节，我演示直接把UYVY字节信息保存到*.pal格式中（这是我自己写来测试用的^_^），*.pal格式中，先保存上场像素，接着保存下场像素，如果是720x576的一张图像转换为YUV格式并保存的话，文件大小应该是829,440字节(720*576*2)。您可以执行本文附带的程序 (功能菜单->转换并写入YUV两场) 查看转换过程。

RGB转UYVY公式如下：

公式：(RGB => YCbCr)

Y = 0.257R′ + 0.504G′ + 0.098B′ + 16

Cb = -0.148R′ - 0.291G′ + 0.439B′ + 128

Cr = 0.439R′ - 0.368G′ - 0.071B′ + 128

代码实现：

// RGB转换为YUV
void CRGB2YUVView::RGB2YUV(byte *pRGB, byte *pYUV)
{
　　byte r,g,b;
　　r = *pRGB; pRGB++;
　　g = *pRGB; pRGB++;
　　b = *pRGB;
　　
　　*pYUV = static_cast<byte>(0.257*r + 0.504*g + 0.098*b + 16);　　pYUV++;　 // y
　　*pYUV = static_cast<byte>(-0.148*r - 0.291*g + 0.439*b + 128);　pYUV++;　 // u
　　*pYUV = static_cast<byte>(0.439*r - 0.368*g - 0.071*b + 128);　　　　　　 // v
}像素转换实现：// 转换RGB
void CRGB2YUVView::OnConvertPAL()
{
　　CDC *pDC = GetDC();
　　CRect rect;
　　CBrush brush(RGB(128,128,128));
　　GetClientRect(&rect);
　　pDC->FillRect(&rect, &brush);
　　// PAL 720x576 : 中国的电视标准为PAL制　　
　　int CurrentXRes = 720;
　　int CurrentYRes = 576;
　　int size　　　　= CurrentXRes * CurrentYRes;
　　
　　// 分配内存
　　byte *Video_Field0 = (byte*)malloc(CurrentXRes*CurrentYRes);
　　byte *Video_Field1 = (byte*)malloc(CurrentXRes*CurrentYRes);
　　
　　// 保存内存指针
　　byte *Video_Field0_ = Video_Field0;
　　byte *Video_Field1_ = Video_Field1;
　　byte yuv_y0, yuv_u0, yuv_v0, yuv_v1;　// {y0, u0, v0, v1};
　　byte bufRGB[3];　// 临时保存{R,G,B}
　　byte bufYUV[3];　// 临时保存{Y,U,V}
　　// 初始化数组空间
　　ZeroMemory(bufRGB, sizeof(byte)*3);
　　ZeroMemory(bufYUV, sizeof(byte)*3);
　　// 初始化内存
　　ZeroMemory(Video_Field0, CurrentXRes*CurrentYRes);
　　ZeroMemory(Video_Field1, CurrentXRes*CurrentYRes);
　　
　　// BMP 位图操作
　　BITMAPFILEHEADER bmfh;
　　BITMAPINFOHEADER bmih;
　　char strFileName[MAX_PATH]="720bmp.bmp";
　　CFile* f;
　　f = new CFile();
　　f->Open(strFileName, CFile::modeRead);
　　f->SeekToBegin();
　　f->Read(&bmfh, sizeof(bmfh));
　　f->Read(&bmih, sizeof(bmih));
　　// 分配图片像素内存
　　RGBTRIPLE *rgb;
　　rgb = new RGBTRIPLE[bmih.biWidth*bmih.biHeight];
　　f->SeekToBegin();
　　f->Seek(54,CFile::begin);　// BMP 54个字节之后的是位像素数据
　　f->Read(rgb, bmih.biWidth * bmih.biHeight * 3);　　 // 这里只读24位RGB(r,g,b)图像
　　
　　// 上场　(1,3,5,7...行)
　　for (int i = bmih.biHeight-1; i>=0; i--) {
　　　　for (int j = 0; j<bmih.biWidth; j++) {
　　　　　　if(!(i%2)==0)
　　　　　　{
　　　　　　　　bufRGB[0] = rgb[i*bmih.biWidth+j].rgbtRed;　 //　　R
　　　　　　　　bufRGB[1] = rgb[i*bmih.biWidth+j].rgbtGreen; // G
　　　　　　　　bufRGB[2] = rgb[i*bmih.biWidth+j].rgbtBlue;　// B
　　　　　　　　// RGB转换为YUV
　　　　　　　　RGB2YUV(bufRGB,bufYUV);
　　　　　　　　yuv_y0 = bufYUV[0];　 // y
　　　　　　　　yuv_u0 = bufYUV[1];　 // u
　　　　　　　　yuv_v0 = bufYUV[2];　 // v
　　　　　　　　
　　　　　　　　for (int k=0; k<1000; k++) ;　//延时
　　　　　　　　// 视图中显示
　　　　　　　　pDC->SetPixel(j, (bmih.biHeight-1)-i, RGB(bufRGB[0], bufRGB[1], bufRGB[2]));
　　　　　　　　
　　　　　　　　// UYVY标准　[U0 Y0 V0 Y1] [U1 Y2 V1 Y3] [U2 Y4 V2 Y5]
　　　　　　　　// 每像素点两个字节，[内]为四个字节
　　　　　　　　if ((j%2)==0)
　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　*Video_Field0 = yuv_u0;　
　　　　　　　　　　Video_Field0++;
　　　　　　　　　　yuv_v1 = yuv_v0;　 // v保存起来供下一字节使用
　　　　　　　　}
　　　　　　　　else
　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　*Video_Field0 = yuv_v1;　
　　　　　　　　　　Video_Field0++;
　　　　　　　　}
　　　　　　　　*Video_Field0 = yuv_y0;　　　
　　　　　　　　Video_Field0++;
　　　　　　}// end if i%2
　　　　}
　　}
　　// 下场 (2,4,6,8...行)
　　for (int i_ = bmih.biHeight-1; i_>=0; i_--) {
　　　　for (int j_ = 0; j_<bmih.biWidth; j_++) {
　　　　　　if((i_%2)==0)
　　　　　　{
　　　　　　　　bufRGB[0] = rgb[i_*bmih.biWidth+j_].rgbtRed;　 //　　R
　　　　　　　　bufRGB[1] = rgb[i_*bmih.biWidth+j_].rgbtGreen; // G
　　　　　　　　bufRGB[2] = rgb[i_*bmih.biWidth+j_].rgbtBlue;　// B
　　　　　　　　// RGB转换为YUV
　　　　　　　　RGB2YUV(bufRGB,bufYUV);
　　　　　　　　yuv_y0 = bufYUV[0];　 // y
　　　　　　　　yuv_u0 = bufYUV[1];　 // u
　　　　　　　　yuv_v0 = bufYUV[2];　 // v
　　　　　　　　for (int k=0; k<1000; k++) ;　//延时
　　　　　　　　// 视图中显示
　　　　　　　　pDC->SetPixel(j_, (bmih.biHeight-1)-i_, RGB(bufRGB[0], bufRGB[1], bufRGB[2]));
　　　　　　　　// UYVY标准　[U0 Y0 V0 Y1] [U1 Y2 V1 Y3] [U2 Y4 V2 Y5]
　　　　　　　　// 每像素点两个字节，[内]为四个字节
　　　　　　　　if ((j_%2)==0)
　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　*Video_Field1 = yuv_u0;　
　　　　　　　　　　Video_Field1++;
　　　　　　　　　　yuv_v1 = yuv_v0;　 // v保存起来供下一字节使用
　　　　　　　　}
　　　　　　　　else
　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　*Video_Field1 = yuv_v1;　
　　　　　　　　　　Video_Field1++;
　　　　　　　　}
　　　　　　　　*Video_Field1 = yuv_y0;　　　
　　　　　　　　Video_Field1++;
　　　　　　}
　　　　}
　　}
　　// 关闭BMP位图文件
　　f->Close();
　　WriteYUV(Video_Field0_, Video_Field1_, size);
　　
　　// 释放内存
　　free( Video_Field0_ );
　　free( Video_Field1_ );
　　delete f;
　　delete rgb;
}

YUV转RGB