RGB与YUV图像视频格式的相互转换

核心提示： 关于YUV转换为RGB公式，我直接使用一篇文章提供的公式，RGB与YUV图像视频格式的相互转换(4)，经过思考，我发觉要想实现准确无误的把YUV转换为原有的RGB图像很难实现，编程环境：Visual C++6.0 & MFC关于作者：李英江目前就职于 湖南三辰卡通集团，是一名普通的程序员，

关于YUV转换为RGB公式，我直接使用一篇文章提供的公式，经过思考，我发觉要想实现准确无误的把YUV转换为原有的RGB图像很难实现，因为我从UYVY的字节顺序来分析没有找到反变换的方法（您找到了记得告诉我哟： liyingjiang@21cn.com ），例如我做了一个简单的测试：假设有六个像素的UYVY格式，要把这12个字节的UYVY要转换回18个字节的RGB，分析如下：

12个字节的UYVY排列方式：

[U0 Y0 V0 Y1] [U1 Y2 V1 Y3] [U2 Y4 V2 Y5]

完全转换为18个字节的RGB所需的UYVY字节排列如下：

[Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3] [Y4 U4 V4] [Y5 U5 V5]

我们可以看到，12个字节的UYVY无法实现，缺少U3 V3 U4 V4。于是我抛开准确无误地把UYVY转换回RGB的想法，直接使用最近的UV来执行转换，结果发觉转换回来的RGB图像用肉眼根本分辩不出原有RGB图像与反变换回来的RGB图像差别，您可以执行本文附带的程序 (功能菜单->读取YUV并显示) 查看效果，下面是反变换公式和代码的实现：

//　反变换公式
　R= 1.0Y + 0 +1.402(V-128)　
　G= 1.0Y - 0.34413 (U-128)-0.71414(V-128)　
　B= 1.0Y + 1.772 (U-128)+0代码实现：void CRGB2YUVView::YUV2RGB(byte *pRGB, byte *pYUV)
{
　　byte y, u, v;
　　y = *pYUV; pYUV++;
　　u = *pYUV; pYUV++;
　　v = *pYUV;
　　*pRGB = static_cast<byte>(1.0*y + 8 + 1.402*(v-128));　　pRGB++;　　　　　　　　 // r
　　*pRGB = static_cast<byte>(1.0*y - 0.34413*(u-128) - 0.71414*(v-128));　pRGB++;　 // g
　　*pRGB = static_cast<byte>(1.0*y + 1.772*(u-128) + 0);　　　　　　　　　　　　　　// b
}
// 读取PAL文件转换为RGB并显示
void CRGB2YUVView::OnReadPAL()
{
　　// TODO: Add your command handler code here
　　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;
　　// 初始化内存
　　ZeroMemory(Video_Field0, CurrentXRes*CurrentYRes);
　　ZeroMemory(Video_Field1, CurrentXRes*CurrentYRes);
　　byte yuv_y0, yuv_u0, yuv_v0; // yuv_v1;　// {y0, u0, v0, v1};
　　byte r, g, b;
　　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
　　memset(bufRGB,0, sizeof(byte)*3);
　　memset(bufYUV,0, sizeof(byte)*3);
　　
　　char strFileName[MAX_PATH]="720bmp.pal";
　　// 分配图片像素内存
　　RGBTRIPLE *rgb;
　　rgb = new RGBTRIPLE[CurrentXRes*CurrentYRes];
　　memset(rgb,0, sizeof(RGBTRIPLE)*CurrentXRes*CurrentYRes); // 初始化内存空间
　　CFile* f;
　　f = new CFile();
　　f->Open(strFileName, CFile::modeRead);
　　f->SeekToBegin();
　　f->Read(Video_Field0, CurrentXRes*CurrentYRes);
　　f->Read(Video_Field1, CurrentXRes*CurrentYRes);
　　// 上场　(1,3,5,7...行)
　　for ( int i = CurrentYRes-1; i>=0; i--) {
　　　　for ( int j = 0; j<CurrentXRes; j++) {
　　　　　　if(!(i%2)==0)
　　　　　　{
　　　　　　　　// 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)
　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　yuv_u0 = *Video_Field0;　
　　　　　　　　　　Video_Field0++;
　　　　　　　　}
　　　　　　　　else
　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　yuv_v0 = *Video_Field0;　
　　　　　　　　　　Video_Field0++;
　　　　　　　　}
　　　　　　　　yuv_y0 = *Video_Field0;　　　
　　　　　　　　Video_Field0++;
　　　　　　　　bufYUV[0] = yuv_y0;　//　　Y
　　　　　　　　bufYUV[1] = yuv_u0;　// U
　　　　　　　　bufYUV[2] = yuv_v0;　// V
　　　　　　　　// RGB转换为YUV
　　　　　　　　YUV2RGB(bufRGB,bufYUV);
　　　　　　　　r = bufRGB[0];　 // y
　　　　　　　　g = bufRGB[1];　 // u
　　　　　　　　b = bufRGB[2];　 // v
　　　　　　　　if (r>255) r=255; if (r<0) r=0;
　　　　　　　　if (g>255) g=255; if (g<0) g=0;
　　　　　　　　if (b>255) b=255; if (b<0) b=0;
　　　　　　　　for (int k=0; k<1000; k++) ;　//延时
　　　　　　　　// 视图中显示
　　　　　　　　pDC->SetPixel(j, CurrentYRes-1-i, RGB(r, g, b));
　　　　　　}// end if i%2
　　　　}
　　}
　　// 下场 (2,4,6,8...行)
　　for ( int i_ = CurrentYRes-1; i_>=0; i_--) {
　　　　for ( int j_ = 0; j_<CurrentXRes; j_++) {
　　　　　　if((i_%2)==0)
　　　　　　{
　　　　　　　　// 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)
　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　yuv_u0 = *Video_Field1;　
　　　　　　　　　　Video_Field1++;
　　　　　　　　}
　　　　　　　　else
　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　yuv_v0 = *Video_Field1;　
　　　　　　　　　　Video_Field1++;
　　　　　　　　}
　　　　　　　　yuv_y0 = *Video_Field1;　　　
　　　　　　　　Video_Field1++;
　　　　　　　　bufYUV[0] = yuv_y0;　//　　Y
　　　　　　　　bufYUV[1] = yuv_u0;　// U
　　　　　　　　bufYUV[2] = yuv_v0;　// V
　　　　　　　　// RGB转换为YUV
　　　　　　　　YUV2RGB(bufRGB,bufYUV);
　　　　　　　　r = bufRGB[0];　 // y
　　　　　　　　g = bufRGB[1];　 // u
　　　　　　　　b = bufRGB[2];　 // v
　　　　　　　　if (r>255) r=255; if (r<0) r=0;
　　　　　　　　if (g>255) g=255; if (g<0) g=0;
　　　　　　　　if (b>255) b=255; if (b<0) b=0;
　　　　　　　　for (int k=0; k<1000; k++) ;　//延时
　　　　　　　　// 视图中显示
　　　　　　　　pDC->SetPixel(j_, CurrentYRes-1-i_, RGB(r, g, b));
　　　　　　}
　　　　}
　　}
　　
　　// 提示完成
　　char buffer[80];
　　sprintf(buffer,"完成读取PAL文件：%s ", strFileName);
　　MessageBox(buffer, "提示信息", MB_OK | MB_ICONINFORMATION);
　　// 关闭PAL电视场文件
　　f->Close();
　　
　　// 释放内存
　　free( Video_Field0_ );
　　free( Video_Field1_ );
　　delete f;
　　delete rgb;
}

结束语：

通过阅读本文，希望能让您理解一些RGB及YUV转换的细节，其实在一些开发包里已经提供了一些函数实现转换，本文只在于说明转换原理，没有对代码做优化，也没有对读取和写入格式做一些异常处理，希望您能体凉。YUV的格式非常多且复杂，本文只以UYVY为例，希望能起到抛砖引玉的作用。写本文之前笔者阅读了不少相关的文章不能一一列出，在此对他们无私的把自己的知识拿出来共享表示感谢。本文所带源码您可以直接到我的个人网站下载http://www.cgsir.com 。另外本人专门写了一个AVI转换为YUV视频格式的工具，如果您有需要，可以直接到我个人网站下载或直接与我联系。

编程环境：Visual C++6.0 & MFC

关于作者：李英江目前就职于 湖南三辰卡通集团，是一名普通的程序员，可以通过以下方式与我取得联系。