笔盒网

在 YUV420 格式中，亮度（Y）和色度（U 和 V）分量的分辨率不同，这主要是为了减小数据量。让我们详细解释这个概念。

亮度分量（Y）和色度分量（U 和 V）的分辨率

亮度分量（Y）

·分辨率：亮度分量的分辨率与图像的分辨率完全相同。也就是说，如果图像的分辨率是 1920x1080，那么亮度分量也是 1920x1080。

·数据量：每个像素都有一个亮度值，因此数据量是 1920×1080×8

色度分量（U 和 V）

·

分辨率：色度分量的分辨率是亮度分量的一半。这意味着每 2x2 个亮度像素共享一个 U 值和一个 V 值。用图示来理解，就是：

每 2x2 个 Y 像素 = 1 个 U 值

每 2x2 个 Y 像素 = 1 个 V 值

Y1 Y2

Y3 Y4 -> U1

·

Y5 Y6

Y7 Y8 -> V1

·

·

o数据量：由于每 2x2 个亮度像素（4 个像素）共享一个 U 值和一个 V 值，色度分量的分辨率只有亮度分量的一半（在水平和垂直方向上都缩小）。因此，色度分量的数据量也是亮度分量的四分之一。

YUV420 解释

·YUV420 格式 是一种常用的色彩空间转换格式。它采用了 色度子采样 的方法，通过降低色度信息的分辨率来减少数据量。

·亮度分量（Y） 具有原始图像的完整分辨率，这为每个像素提供详细的亮度信息。

·色度分量（U 和 V） 的分辨率被降低为亮度分量的一半。这种方法使得每 2x2 个亮度像素共享一个 U 值和一个 V 值，从而减少了色度信息的冗余。

因此，色度分量的总数据量是亮度分量数据量的四分之一。计算总数据量时，颜色深度（通常为 8 位）也是一个关键因素。

结论

色度分量的分辨率降低了图像数据量，且通过每 2x2 像素共享一个色度值来实现。这样做有助于在保持视觉效果的同时，减少数据传输和存储的需求。

在色彩编码中，YUV444 和 YUV888 是两种不同的格式，用于表示图像中的颜色信息。以下是这两者之间的主要区别及其影响：

YUV444 vs YUV888

YUV444

色彩分辨率：

oYUV444 表示每个像素的亮度（Y）、色度 U 和色度 V 分量都具有相同的分辨率。也就是说，图像的每个像素都有其对应的 Y、U 和 V 值，分辨率在水平和垂直方向上完全相同。

数据量：

o因为每个像素都包含完整的 Y、U 和 V 数据，所以 YUV444 的数据量较大。对于每个像素，有 24 位（8 位的 Y，8 位的 U 和 8 位的 V）

用途：

·

oYUV444 通常用于需要高色彩精度的应用，如高质量的视频处理、图像编辑等。这种格式提供了最好的色彩还原，但需要更多的存储和带宽。

YUV888

色彩分辨率：

oYUV888 是一个较为简单的表示形式，通常指的是将每个像素的色彩信息分成三个分量 Y、U 和 V，每个分量用 8 位表示（即 24 位色彩深度）。

数据量：

o与 YUV444 相比，YUV888 的数据量和 YUV444 一样，都是 24 位每像素，但 YUV888 更多用来指代每个分量使用 8 位的情况。

用途：

oYUV888 不是一个标准化的格式名，更常用的形式是 YUV444，特别是在图像处理领域。

色度子采样

YUV444 和 YUV420 是常见的色度子采样格式。YUV420 是 YUV444 的一个子集，降低了色度信息的分辨率（每 2x2 个像素共享一个 U 和 V 值），从而减少了数据量。这使得 YUV420 更适合带宽有限或存储要求高的应用，如视频流和实时传输。

为什么使用 YUV444

·高质量需求：YUV444 保持了完整的色彩信息，因此用于需要高色彩准确度的应用。

·色彩还原：对于一些高品质图像处理任务，YUV444 能提供最佳的色彩还原效果。

总结

·YUV444 表示每个像素都有完整的 Y、U 和 V 分量，其数据量和色彩准确性都高于 YUV420。在图像处理和高质量视频应用中，YUV444 提供了更高的色彩精度和质量。

·YUV888 常常与 YUV444 互换使用，通常表示每个分量 8 位（即 24 位每像素），但在标准术语中，更准确的表述是 YUV444。

什么是 YUV420？

想象你有一幅彩色图画，画里有很多很多的小点（像素）。每一个小点都需要三个颜色信息：亮度（Y），和两个色彩（U 和 V）。

亮度和色彩是什么？

亮度（Y）：

o就是告诉我们每个小点的亮度有多亮，像白色或者黑色。

色彩（U 和 V）：

o这告诉我们颜色的种类，比如蓝色、红色，或者绿色。

为什么要用 YUV420？

YUV420 是一种聪明的方式来减少数据量，方便存储和传输。这是怎么做到的呢？

1. 亮度分量（Y）

·每个小点都有亮度信息：

o就是每个小点都有一个亮度值。

2. 色彩分量（U 和 V）

·每 2x2 小点共享一个 U 和一个 V：

o想象你有 4 个小点组成一个小方块，每个小点的颜色信息都差不多，所以我们只需要记录一次这个小方块的 U 和 V 信息，而不是每个小点都有不同的 U 和 V 信息。

为什么这么做？

节省空间：

o这样做可以减少需要存储的数据量，因为色彩信息共享，数据量就变少了。

看起来差不多：

o尽管我们减少了一些色彩信息，但人眼对颜色的变化不那么敏感，所以在大多数情况下，画面看起来还是很好的。

举个例子

假设你有一个图像，分辨率是 4x4 像素。用 YUV420 的方式处理这个图像时：

亮度（Y）：每个 4x4 的像素都有自己的亮度值，一共 16 个值。

色彩（U 和 V）：每 2x2 个小点共享一个 U 和一个 V 值。对于一个 4x4 的图像，总共有 4 个这样的 2x2 小方块，所以 U 和 V 各有 4 个值。

1.

总结来说，YUV420 通过减少色彩数据的数量来减小数据量，而保持图像质量。

什么是 YUV422？

YUV422 是另一种用来表示图像色彩的方式，跟 YUV420 类似，但有一些不同。

亮度和色彩的定义

亮度（Y）：

o这部分数据告诉我们每个小点的亮度。每个小点都有一个亮度值。

色彩（U 和 V）：

o这部分数据告诉我们每个小点的颜色类型。U 和 V 是两个色彩分量，用来描述颜色。

YUV422 的特点

在 YUV422 中，色彩分量的分辨率和亮度分量的分辨率有点不同：

亮度（Y）：

o每个小点都有一个亮度值。

色彩（U 和 V）：

o对于每 2 个亮度小点，都会有一个 U 和一个 V 值。换句话说，如果你有 2x1 个亮度小点（就是 2 个相邻的亮度小点），它们共享同一个 U 和 V 值。

为什么这么做？

·节省空间：

o与 YUV420 比较，YUV422 在色彩数据的压缩上做得更少，所以色彩数据的质量比 YUV420 更高一些。由于 U 和 V 的数据量比 Y 少，所以这依然节省了一部分空间。

举个例子

假设你有一个图像，分辨率是 4x4 像素，使用 YUV422 处理时：

亮度（Y）：

o每个 4x4 像素都有自己的亮度值，一共 16 个值。

色彩（U 和 V）：

o每 2x1 个像素共享一个 U 和一个 V 值。所以对于一个 4x4 的图像，总共有 8 个 U 和 8 个 V 值，因为每两列的像素共享一个 U 和一个 V 值。

具体数据量计算

对于 YUV422，你可以这样想：

·亮度数据：每个像素有 8 位（1 字节），所以总共的亮度数据量是 4x4 x 8 bits = 128 bits。

·色彩数据：每 2 个亮度像素共享一个 U 和 V 值，每个 U 和 V 有 8 位（1 字节），所以总共的色彩数据量是 4x4 / 2 x 8 bits = 32 bits。

这意味着 YUV422 也在减少数据量，但不像 YUV420 那样压缩得那么厉害。希望这个解释能帮助你理解 YUV422！

YUV 格式基础

·Y 代表亮度（Luminance）。

·U 和 V 代表色度（Chrominance）。

这些格式用于表示图像的色彩和亮度信息，其中亮度信息（Y）表示图像的明暗，而色度信息（U 和 V）表示颜色的类型和饱和度。

1. YUV444

·亮度（Y）：

o每个像素都有一个亮度值。

·色彩（U 和 V）：

o每个像素都有一个 U 值和一个 V 值。

特点：

·这是最详细的格式，亮度和色彩数据的分辨率都是一样的。

·数据量最大，因为每个像素都有独立的色彩信息。

数据示例： 如果图像有 4x4 像素，YUV444 的数据量是：4x4 (亮度) + 4x4 (U) + 4x4 (V)。

2. YUV422

亮度（Y）

o每个像素都有一个亮度值。

色彩（U 和 V）：

o每 2 个水平像素共享一个 U 和一个 V 值。

特点：

·色彩分量的水平分辨率是亮度分量的一半，但垂直分辨率相同。

·比 YUV444 数据量少，但色彩信息仍然比较丰富。

数据示例： 对于 4x4 像素的图像，YUV422 数据量是：4x4 (亮度) + (2x4) (U) + (2x4) (V)。

3. YUV420

亮度（Y）：

o每个像素都有一个亮度值。

色彩（U 和 V）：

o每 2x2 个像素共享一个 U 和一个 V 值。

特点：

·色彩分量的分辨率是亮度分量的一半（水平和垂直都减半）。

·数据量较少，适用于压缩图像和视频流。

数据示例： 对于 4x4 像素的图像，YUV420 数据量是：4x4 (亮度) + (2x2) (U) + (2x2) (V)。

总结

·YUV444：每个像素都有自己的亮度、U 和 V 值。数据量最大，图像质量最高。

·YUV422：每 2 个像素共享一个 U 和一个 V 值。数据量比 YUV444 少，色彩信息仍然较好。

·YUV420：每 2x2 个像素共享一个 U 和一个 V 值。数据量最少，适用于需要压缩的应用。

这些不同的格式平衡了图像质量和数据量。在选择适合的格式时，通常要根据具体的应用需求来决定，比如存储、传输或处理的性能要求。

1. YUV444（全色度采样）

·亮度（Y）：每个像素都有独立的亮度值。

·色度（U 和 V）：每个像素都有独立的 U 和 V 值。

在 YUV444 中，亮度和色度的分辨率完全相同，也就是说，每个像素都有自己完整的亮度、U 和 V 信息。

·对于 4x4 像素的图像：

o亮度数据量：4x4 = 16 个 Y 值

o色度数据量：4x4 = 16 个 U 值，4x4 = 16 个 V 值

2. YUV422（水平色度采样减半）

·亮度（Y）：每个像素都有独立的亮度值。

·色度（U 和 V）：每两个水平像素共享一个 U 和 V 值。

在 YUV422 中，水平方向上色度的分辨率是亮度分辨率的一半。

·对于 4x4 像素的图像：

o亮度数据量：4x4 = 16 个 Y 值

o色度数据量：

§U 和 V 在水平方向每 2 个像素共享一个值，所以只有 2x4 = 8 个 U 值和 2x4 = 8 个 V 值

3. YUV420（水平和垂直色度采样减半）

·亮度（Y）：每个像素都有独立的亮度值。

·色度（U 和 V）：每四个像素（2x2）的区域共享一个 U 和 V 值。

在 YUV420 中，色度的分辨率在水平和垂直方向上都减半。

·对于 4x4 像素的图像：

o亮度数据量：4x4 = 16 个 Y 值

o色度数据量：

§U 和 V 在水平方向和垂直方向每 2 个像素共享一个值，所以只有 2x2 = 4 个 U 值和 2x2 = 4 个 V 值

简单总结

·YUV444：每个像素都有独立的 Y、U、V 信息（数据量最大）。

·YUV422：每两个水平像素共享 U 和 V 信息（比 YUV444 少一半的色度数据量）。

·YUV420：每 2x2 个像素共享 U 和 V 信息（比 YUV444 少四分之三的色度数据量）。

这样讲应该更清楚了！你可以想象 YUV422 是在水平方向上减少了色彩信息，

理解 YUV 格式的关键在于如何对比色度信息（U 和 V）与亮度信息（Y）的存储方式。让我们重新用一些比喻来帮助你理解：

YUV444

·描述：每个像素都有独立的 Y、U、V 信息。

·比喻：想象你有 4 个不同的颜色的彩笔，每个像素（小方格）都有独立的每种颜色的彩笔（Y、U、V）。每个方格都是完整的，数据量最大。

YUV422

描述：每两个水平像素共享一个 U 和 V 信息。每一行都有独立的 U 和 V 信息。

比喻：想象你有 4 个彩笔，每两个相邻的像素（小方格）共享其中一部分彩笔（U 和 V）。但每一行的小方格仍然有独立的彩笔（U 和 V），所以行与行之间的颜色不共享。

数据计算：

o水平方向：每两个像素共享一个 U 和 V 信息，所以存储的色度信息是亮度信息的一半。

o垂直方向：每一行的 U 和 V 信息是独立的，不共享。

YUV420

描述：每 2x2 个像素共享一个 U 和 V 信息。每两个相邻的像素行共享一个 U 和 V 信息。

比喻：想象你有 4 个彩笔，但每 2x2 个像素（一个 2x2 的小方格区域）共享其中的一部分彩笔（U 和 V）。这意味着你在水平和垂直方向上都在减少彩笔的使用量。

数据计算：

o水平方向：每两个相邻像素共享一个 U 和 V 信息。

o垂直方向：每两个相邻的行也共享一个 U 和 V 信息。

具体解释

YUV444：每个像素都有独立的 U 和 V 信息，因此数据量最大。每个像素都有自己完整的色度信息。

YUV422：

o水平采样：每两个像素共享一个 U 和 V 信息，所以每两个像素使用相同的色度信息（U 和 V），数据量减少。

o垂直采样：每一行都有独立的 U 和 V 信息，没有压缩。每行保持完整的色度信息。

YUV420：

o水平采样：每两个像素共享一个 U 和 V 信息。

o垂直采样：每两个相邻的行也共享一个 U 和 V 信息。这意味着每 2x2 的像素块共享一个 U 和 V 信息，数据量减少最多。

1. 什么是 YUV 色彩空间？

·Y（亮度）：表示图像的亮度信息，也就是图像的黑白部分。

·U 和 V（色度）：表示颜色信息（色彩饱和度和色调）。

2. YUV444 格式

在 YUV444 格式中，图像的每一个像素都有一个独立的 Y、U 和 V 值。因此，色度的采样率与亮度完全相同。

3. YUV422 格式

在 YUV422 中：

·水平方向：每两个相邻像素共享一个 U 值和一个 V 值。

o比如，如果有 4 个像素 A, B, C, D，那么 A 和 B 共享同一个 U 和 V 值，C 和 D 共享另一个 U 和 V 值。

4. YUV420 格式

在 YUV420 中：

·水平方向：每两个相邻像素共享一个 U 和 V 值。

·垂直方向：每两个相邻行也共享同一个 U 和 V 值。

举个简单例子：

假设有一个 4x4 的图像，那么 YUV420 的处理方式如下：

·亮度（Y）：每个像素都有自己的 Y 值，所以是 4x4 的 Y 值矩阵。

·色度（U 和 V）：

o水平方向：每 2 个水平相邻的像素共享一个 U 和 V 值。

o垂直方向：每 2 个垂直相邻的像素也共享同一个 U 和 V 值。

也就是说，整个 4x4 图像只需要一个 2x2 的 U 值矩阵和一个 2x2 的 V 值矩阵。

5. 为什么 YUV420 水平和垂直都减半？

水平和垂直减半 意味着：

·在水平方向，每两个相邻像素共享同一个 U 和 V 值。

·在垂直方向，每两个相邻行也共享同一个 U 和 V 值。

所以对于每 2x2 的像素块（共 4 个像素），它们共享同一个 U 值和同一个 V 值。

这样做的原因是：

·节省带宽：因为人眼对亮度（Y）的变化更敏感，对色度（U 和 V）的变化不敏感，所以可以降低 U 和 V 的采样率，减少数据量，而不会明显影响图像质量。

简单总结

·YUV420 通过在水平和垂直方向上对色度进行减半采样，从而大幅减少了色度数据量，这样可以减少传输带宽和存储空间的需求。

YUV420 格式

YUV420 是一种常见的视频编码格式，用于压缩视频数据。这里的 "420" 其实代表的是色度（U 和 V）采样的比例：

1.4：表示亮度（Y）采样的比例。每 4 个水平像素都会有 4 个亮度值。

2.2：表示色度（U）在水平方向上的采样比例。每 4 个水平像素只采样 2 个 U 值。

3.0：表示色度（V）在垂直方向上的采样比例。这里的 0 实际上表示在垂直方向上，每 2 行共享同一个 V 值。

解释 "420" 的含义

·亮度（Y）：采样率为 4: 每个像素都有一个亮度值，所以亮度的采样密度与像素完全一致。

·色度（U 和 V）：采样率为 2: 在水平方向上，每两个相邻像素共享一个 U 和一个 V 值。这意味着水平方向上，色度采样率是亮度的一半。

·垂直方向：采样率为 0 或 2 的含义：在垂直方向上，每两个相邻行共享同一个 U 和 V 值。这意味着垂直方向上，色度采样率也是亮度的一半。

如何看出来？

·YUV444：表示亮度和色度的采样比是 4:4:4，亮度和色度的采样率完全一样，每个像素都有独立的 Y、U、V 值。

·YUV422：表示亮度和色度的采样比是 4:2:2，水平方向上每 4 个像素有 4 个亮度值和 2 个色度值，意味着每两个像素共享一个 U 和 V 值。

·YUV420：表示亮度和色度的采样比是 4:2:0，水平方向上每 4 个像素有 4 个亮度值和 2 个色度值，同时垂直方向上每两行共享一个色度值。

"420" 对应的采样图示

以 4x4 像素为例，YUV420 格式的采样如下：

·亮度（Y）：每个像素都有自己的亮度值，所以是 4x4 的 Y 值矩阵。

·色度（U 和 V）：

o水平采样率 2：每两个水平相邻的像素共享一个 U 和 V 值。

o垂直采样率 0（或 2 的含义）：每两个垂直相邻的像素行也共享一个 U 和 V 值。

这就意味着对于一个 4x4 的图像，YUV420 只需要一个 2x2 的 U 值矩阵和一个 2x2 的 V 值矩阵。这样，数据量减少了，同时也节省了带宽。

总结

·"420" 代表了 YUV420 格式的采样模式，具体是指亮度和色度在水平方向和垂直方向上的采样比例。

·YUV420 的优势在于通过降低色度的采样率来节省数据量，而不显著影响图像质量。

1. 采样率的概念

·采样率：在这里指的是色度信息（U 和 V）在水平和垂直方向上被采样的频率。采样率越高，图像越清晰，数据量也越大；采样率越低，图像的色彩信息会减少，数据量也随之减少。

2. 垂直采样率 0（或 2 的含义）

YUV420 中的 “0” 或 “2” 实际上意味着 垂直方向上的色度分辨率 比亮度分辨率要低。

o“0”的含义：表示每两行像素共享一组色度值（U 和 V），即色度的垂直采样率为亮度的二分之一。这里的“0”其实是指相对于亮度的完整采样，“0”表示色度没有独立的采样，而是与相邻行共享。

3. 具体操作

·YUV420 采样解释：

o在水平方向上：每两个像素共享一个色度值（U 和 V）。

o在垂直方向上：每两行像素共享一组色度值（U 和 V）。这意味着在垂直方向上，色度的分辨率是亮度分辨率的一半。

4. 举例说明

假设你有一个 4x4 像素的图像：

·亮度（Y）：

o亮度信息完整采样，4x4 的图像有 16 个亮度值（Y 值）。

·色度（U 和 V）：

o水平方向：每两个像素共享一个色度值，因此 4x4 的图像中，U 和 V 的水平采样为 2x4。

o垂直方向：每两行共享一组色度值，因此 U 和 V 的垂直采样为 2x2。

这就导致了色度信息（U 和 V）的采样网格变成了 2x2，即每两个相邻的像素行共享一组色度值。

5. 总结

·“垂直采样率 0” 的意思是色度分量在垂直方向上只采样了一半，因此每两行像素共享一个色度值。

·YUV420 格式通过这种方式，极大地减少了数据量，但同时也降低了色彩的精细度。

什么是 YUV？

·Y：亮度（黑白信息）。

·U 和 V：色度（颜色信息）。

什么是 YUV420？

·YUV420 是一种图像压缩格式，用来减少数据量，保存图像时占用更少的空间。

垂直和水平的共享是什么？

·水平共享：在水平方向上，相邻的两个像素共享同一个 U 和 V 值。

·垂直共享：在垂直方向上，相邻的两行像素也共享同一个 U 和 V 值。

什么是采样？

·采样 就是收集信息。YUV420 的 “4:2:0” 指的是在水平方向上，每 4 个亮度值采集 2 个色度值，在垂直方向上，2 行采集 1 行色度值。

简单的例子

假设你有一个 2x2 的图像块：

亮度（Y）：

o每个像素都有自己的亮度值，所以你有 4 个亮度值（2x2）。

色度（U 和 V）：

oYUV444：每个像素都有自己独立的色度值，所以有 4 个 U 和 V 值。

oYUV422：水平方向上，两个像素共享一个 U 和 V 值。所以只有 2 个 U 和 2 个 V。

oYUV420：水平和垂直方向上，4 个像素（2x2）共享一个 U 和 V 值。所以只有 1 个 U 和 1 个 V。

为什么垂直采样率“0”？

“0”表示垂直方向上，两个像素行共享一个色度值。所以在这个方向上，采样率减半。

总结

·YUV420：水平和垂直方向都减少色度信息的采集，降低数据量。

·采样率“0”：垂直方向上，两个像素行共享一个色度值，所以不独立采样。

比喻解释

想象你有一张拼图，每块拼图代表一个像素。

·Y（亮度）：是拼图的形状，决定拼图的轮廓（黑白信息）。

·U 和 V（色度）：是拼图的颜色，决定拼图的颜色（颜色信息）。

YUV444：每块拼图都有自己的颜色

·在 YUV444 中，每一块拼图都有自己独立的颜色信息。所以，每个拼图不仅有独立的形状（亮度信息），还有独立的颜色（U 和 V）。

·你看每个拼图的时候，都能看到完整的颜色和形状信息。

YUV422：每两块拼图共用颜色

·在 YUV422 中，相邻的两块拼图虽然有各自的形状（亮度信息），但颜色是共用的。就像是你把两块拼图的颜色涂得一样。

·虽然形状各不相同，但颜色上有些拼图是一样的。

YUV420：四块拼图共用颜色

·在 YUV420 中，每四块拼图（2x2 的方块）共用同一个颜色。想象一下，你有 4 块拼图，它们形状各不相同，但你只涂了一种颜色。

·这样，虽然每块拼图的形状是独立的，但颜色是共享的，减少了颜色信息。

为什么垂直采样率“0”？

·“0”表示在垂直方向上，两个拼图行共用一个颜色。就像你把上下两行拼图的颜色都涂成一样的。这就减少了颜色的细节信息，但保留了亮度信息。

总结

·YUV444：每块拼图有独立颜色和形状。

·YUV422：两块拼图共用颜色，但有独立形状。

·YUV420：四块拼图共用颜色，但有独立形状，降低了颜色细节的信息量。

这样解释之后，YUV420 就像是你在减少拼图颜色的细节，同时保留了拼图的形状信息。这样做可以减少需要存储的数据量，但仍然保留了图像的主要视觉效果。

基本概念

·Y（亮度）：表示图像的亮度信息（即黑白信息），它决定了图像的明暗部分。

·U 和 V（色度）：表示图像的颜色信息。

YUV420 是怎么工作的？

YUV420 的“420”这三个数字是这么理解的：

·4 代表的是水平方向上每 4 个像素会共享颜色信息。

·2 代表的是垂直方向上每 2 行像素会共享颜色信息。

·0 表示在垂直方向上，U 和 V 的采样减少了一半（实际意思是每两行只采样一次颜色）。

生活中的比喻

假设你在画一张图，图中有一些格子，每个格子代表一个像素。

1.Y（亮度）：你用不同深浅的铅笔给每个格子上色，这代表了每个格子的亮度信息。

2.U 和 V（色度）：接下来，你打算用颜色给这些格子涂色。

在 YUV444 中：

·每个格子都有自己的颜色，就像每个格子你都用不同的彩色笔来涂色。

在 YUV422 中：

·你决定让每两个横向相邻的格子用相同的颜色。这意味着虽然每个格子的亮度不同，但每两个相邻的格子在颜色上是一样的。

在 YUV420 中：

·你不仅让横向相邻的两个格子共用颜色，还让纵向相邻的两行格子也共用颜色。这就意味着，每 4 个格子（2x2 的方块）共用一个颜色。

具体的 YUV420 举例

假设你有一个 4x4 的像素块，正常情况下（YUV444）每个像素都有自己的亮度和颜色信息：

·亮度（Y）：每个像素都有自己的亮度值，和原来一样，还是一个格子一个亮度。

·色度（U 和 V）：现在，你决定减少色度信息，所以让 2x2 的四个格子共享同一个颜色。

垂直采样率 0 的意思

在 YUV420 中：

·水平方向：你每两个横向相邻的像素共享颜色。

·垂直方向：你每两个垂直相邻的像素行也共享颜色。

所以，垂直采样率“0”的意思是：每两个垂直方向相邻的像素行共用一个颜色信息，而不是每行都有独立的颜色信息。这会减少所需的色度数据量。

总结

YUV420 通过让 4 个像素共享同一个颜色，减少了数据量。它在保存亮度信息的同时，牺牲了一些颜色的精细度，用于压缩数据，适合在带宽有限的情况下使用。

理解 YUV420 中水平和垂直采样的原因以及为什么使用“0”而不是“2”可以通过以下方式来解释。

为什么要分水平和垂直？

在图像处理和视频压缩中，我们会根据人眼的特性来优化数据的存储和传输。人眼对亮度（Y）的变化更敏感，而对颜色（U 和 V）的变化不太敏感。为了减少数据量，我们就可以在色度信息上“偷工减料”。

·水平采样：考虑图像中水平方向上连续的像素点，我们可以让相邻的像素共享颜色信息，这样数据量就减少了一半。

·垂直采样：同样的道理，在图像的垂直方向上，如果相邻的像素行共享颜色信息，我们又可以减少一半的数据量。

通过在两个方向上都减少色度的采样，可以大幅度压缩数据量，而对图像质量的影响较小。

为什么是“0”而不是“2”？

这里的“0”其实是一个编码术语，用来表明在这个方向上颜色采样的比例。我们来详细解释：

YUV444：这个格式下，所有像素都有独立的颜色信息，没有共享，所以我们说它的水平采样和垂直采样都没有减少。

o水平采样率：4

o垂直采样率：4

YUV422：在水平方向上，每两个像素共享一个颜色信息，垂直方向上还是每个像素行有独立的颜色信息。

o水平采样率：4

o垂直采样率：2

YUV420：在水平方向上，每两个像素共享一个颜色信息，同时在垂直方向上每两行也共享一个颜色信息。

o水平采样率：4

o垂直采样率：2（表示每两个像素行共用一次采样）

在 YUV420 中，垂直采样的“0”是相对于 YUV422 而言的，表示相比 YUV422，垂直方向上采样率进一步减少，减少到每两个像素行才采样一次（所以“0”在这里表示在垂直方向上没有独立采样的行）。但实际上，这种“0”只是一种编码的约定表示，实际含义是每两个像素行共享颜色信息。

总结

分水平和垂直是为了更有效地压缩图像数据，而“0”则是一个编码约定，用来表明在这个方向上的采样被减少到最少，即每两个垂直方向的像素行共享一个颜色采样。如果你记住“0”表示的是最小采样的状态，这可能更容易理解。

理解 YUV 格式中的数字需要结合采样的方式来看。我们再来一步一步解释为什么水平的采样是 4，而不是 2。

水平采样中的“4”

在 YUV 表示法中，第一个数字代表亮度（Y）的采样率，通常是“4”，表示在水平方向上，对 4 个像素都采集亮度信息。也就是说，在水平方向上，我们对每 4 个连续像素都分别记录它们的亮度信息。

色度采样中的“4”

对于色度分量（U 和 V），采样率表示的是在水平方向上，相对于亮度采样的比例。

YUV444：第一个“4”表示在水平方向上，每 4 个像素都有独立的亮度采样；第二个“4”表示每 4 个像素也都有独立的 U 和 V 采样。因此，这种格式中，色度信息与亮度信息一样密集。

YUV422：第一个“4”表示亮度采样（Y）在水平方向上每 4 个像素都有独立的采样，而第二个“2”表示 U 和 V 在水平方向上是每 2 个像素共享一个色度信息（U 和 V），这意味着色度信息的密度是亮度信息的一半。

YUV420：第一个“4”表示亮度采样（Y）在水平方向上每 4 个像素都有独立的采样，而第二个“2”表示色度采样在水平方向上是每 2 个像素共享一个色度信息。第三个“0”表示在垂直方向上，每两个像素行共享一个色度信息。

·

为什么水平采样是“4”？

“4”在这里是一个基准值，表示亮度信号在水平方向上的采样密度。以“4”为基准：

·YUV444：亮度和色度信息在水平和垂直方向上都是“4”，没有减少任何信息。

·YUV422：亮度是“4”，而色度信息（U 和 V）在水平方向上被减半（变为“2”），但垂直方向上不减。

·YUV420：亮度是“4”，色度信息在水平方向上被减半（变为“2”），垂直方向上也被减半（“0”表示垂直方向上减少到最小，即每两个像素行共享一个色度信息）。

关键理解

所以，水平上的“4”一直保持不变，是因为我们用它来表明亮度信号的完整采样，而色度信息（U 和 V）相对于亮度的采样密度会有所减少，这样就能更高效地压缩图像数据。

在 YUV422 中，第三个数字“2”表示垂直方向上的色度采样率。具体含义如下：

·YUV422：

o第一个“4”：表示在水平方向上，每 4 个像素都有独立的亮度采样（Y）。

o第二个“2”：表示在水平方向上，U 和 V 色度分量每 2 个像素共享一个色度值。这意味着色度信息的水平密度是亮度信息的一半。

o第三个“2”：表示在垂直方向上，U 和 V 色度分量每一行都有独立的采样。换句话说，垂直方向上色度采样的密度与亮度信息相同，没有减少。

所以，YUV422 表示色度信息在水平方向上是亮度信息的一半（每两个像素共享一个 U 和 V），但在垂直方向上，色度信息和亮度信息的采样密度是一样的（每一行都有独立的色度采样）。

YUV422 的三个数字含义

第一个“4”：

o水平方向上亮度（Y）的采样：每 4 个水平像素都有独立的亮度采样。

第二个“2”：

o水平方向上色度（U 和 V）的采样：每 2 个水平像素共享一个 U 值和一个 V 值。这意味着在水平方向上，色度信息的采样密度是亮度信息的一半。

第三个“2”：

o垂直方向上色度（U 和 V）的采样：在垂直方向上，色度信息的采样密度与亮度信息相同。也就是说，每一行的色度信息都有采样，没有减少。

详细解释

第一个“4”：

o在水平方向上，你有 4 个亮度（Y）样本，所以亮度信息的分辨率是 4 像素宽。

第二个“2”：

o在水平方向上，2 个像素共享一个 U 和一个 V 色度样本。所以对于 4 个亮度样本，你只会有 2 个 U 和 V 样本。每两个像素共享同一对色度信息。

第三个“2”：

o在垂直方向上，色度分量的采样和亮度分量一样，每行都有色度采样。并不是减少的，依然是每行都有独立的色度信息。

比喻讲解

想象你在画一个 4x4 像素的图像

Y 亮度信息：你会有 4 个像素（水平）* 4 个像素（垂直） = 16 个亮度样本。

U 和 V 色度信息：

o水平采样：每两个水平像素共享一个 U 和一个 V。所以在水平上，你会有 4 像素 / 2 = 2 个 U 和 2 个 V 样本。

o垂直采样：在垂直方向上，每一行都有独立的 U 和 V 样本。所以在垂直上，每一行都保留了 4 像素的色度信息，没有减少。

这样，在 4x4 像素的图像中，YUV422 格式下的 U 和 V 信息每两个水平像素共享一个样本，但每一行的 U 和 V 信息都存在，并未减少。

YUV422 垂直方向采样的正确解释

在 YUV422 格式中，垂直方向的采样是与亮度分量（Y）相同的，不做额外的压缩或共享。即：

·亮度（Y）：每个像素都有独立的亮度样本。

·色度（U 和 V）：在垂直方向上，U 和 V 也会按照与亮度相同的行数进行采样。换句话说，每一行的 U 和 V 色度信息都是独立的，不会像水平方向那样进行共享或减少。

举例说明

以 4x4 像素为例：

亮度（Y）：

o每个像素都有一个独立的 Y 样本，共 16 个 Y 样本。

色度（U 和 V）：

o水平方向：每 2 个水平像素共享一个 U 和一个 V 样本。因此，每 4 个水平像素总共有 2 个 U 和 2 个 V 样本。

o垂直方向：每一行的 U 和 V 色度信息都是独立的，即每行都会有对应的 U 和 V 样本。这样，对于 4 行图像，你会有 4 个 U 和 4 个 V 样本。

实际布局

·Y：所有 16 个像素都有独立的亮度信息。

·U 和 V：

o水平方向上：每 2 个像素共享一个 U 和一个 V。

o垂直方向上：每行都会有独立的 U 和 V 信息。

总结一下，YUV422 格式中，色度（U 和 V）信息在水平方向上进行了降采样，每两个像素共享一个色度值，但在垂直方向上并没有进一步的降采样，每行的 U 和 V 色度信息都是独立的。

比喻讲解

想象一个 4x4 的图像块：

1.亮度（Y）：

o你可以想象这个图像块的每一个小格子都是一个独立的光亮度值。总共有 16 个小格子，每个小格子都有一个独立的亮度值。

2.色度（U 和 V）：

o水平方向：色度的采样有点像每两个相邻的小格子共享同一个颜色标签。也就是说，如果你看到一行的颜色标签，你会发现每两个小格子有一个相同的颜色标签。例如，如果在图像的同一行上，第一个和第二个小格子共享一个颜色标签，第三个和第四个小格子共享另一个颜色标签。

o垂直方向：对于每一行，色度标签（U 和 V）是完全独立的，没有进一步的压缩。每一行都有自己的颜色标签。也就是说，即使在垂直方向上，每一行的色度标签都是不同的，保持了所有的细节。

可视化示例

想象一个 4x4 的网格，如下所示：

复制代码

Y1 Y2 Y3 Y4

Y5 Y6 Y7 Y8

Y9 Y10 Y11 Y12

Y13 Y14 Y15 Y16

这里，Y 代表亮度分量。

对于 YUV422 格式：

水平采样：

o如果你看第一个水平行（Y1, Y2, Y3, Y4），你可以用每两个相邻的像素共享一个 U 和一个 V。

o所以，U 和 V 的采样值会是：U1, U1, U2, U2 和 V1, V1, V2, V2（U1, U2 和 V1, V2 是共享的色度值）。

垂直采样：

o在垂直方向上，每行都会有自己的 U 和 V 色度信息。例如，第一行的色度信息可能是 U1 和 V1，第二行的色度信息可能是 U2 和 V2，依此类推。

o不同的行不会共享色度信息，所以每行都保留了自己的颜色细节。

为什么是 2 和 2

在 YUV422 格式中，水平方向的色度压缩是“2”，因为每 2 个水平像素共享一个色度信息。而垂直方向上，每行的 U 和 V 都是独立的，不做进一步的压缩，所以垂直方向的采样没有压缩。

小结

·YUV422：

o水平：每两个相邻的像素共享一个 U 和一个 V（2:1）。

o垂直：每行都有独立的 U 和 V 信息，不做压缩（1:1）。

YUV422 格式中的垂直和水平方向采样

理解 YUV422 格式

水平采样：每两个水平像素共享一个色度信息（U 和 V）。所以，水平方向的采样率是 2。

垂直采样：在垂直方向上，每一行都保持独立的色度信息（U 和 V）。这意味着垂直方向上色度信息是按行来分配的，没有进一步的压缩。

为什么垂直方向是 2

YUV422 的垂直方向的“2”表示什么呢？

·垂直方向上色度信息的分配：在 YUV422 中，色度信息（U 和 V）的采样是按照每 2 行来分配的，而不是每一行。也就是说，在垂直方向上，每 2 行共享一个色度样本。你可以想象成两个相邻的水平行共享同一个色度信息。

为什么是 2 而不是 4？

YUV422 的定义：YUV422 是一种色度子采样格式。对于垂直方向上的采样，YUV422 格式将每两个相邻的行共享同一个色度样本。这就是为什么它被表示为“2”而不是“4”。在这个格式中，色度信息在每两个行之间是共享的，从而节省了数据量。

YUV420 对比：在 YUV420 中，垂直方向上是每 2 行共享一个色度样本（U 和 V），因此称为 2:2 的垂直采样。这和 YUV422 的 2:1 水平采样、每两个相邻行共享一个色度样本是相似的。

总结

·水平采样：YUV422 中的“2”表示每两个相邻的像素共享一个色度样本。

·垂直采样：YUV422 中的“2”表示每两个相邻的行共享一个色度样本，这样的采样方式在垂直方向上减少了数据量。

所以，YUV422 的“2”代表的是每两个行共享一个色度样本，而不是 4。这是因为在 YUV422 格式中，色度信息的垂直采样每两个行共享一次，而不是按 4 行来共享。