YUV格式学习：填充YUV444以及YUYV、YVYU、UYVY、VYUY

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两年多以前，写了一个生成UYVY格式的函数。记得那时我们部门4、5个人在“小黑屋”里开发新平台，我要在“踢啊”某个芯片上实现屏幕的显示，其格式是UYVY，由于无实际的图像，于是就动手自己写了一个。虽然我们大费周折实现视频的显示、菜单功能，但可惜未使用。

YUV444格式没有进行压缩，占用空间为with*height*3，与RGB占用空间相同。在转换上也很方便，但很多编码器似乎不太支持该格式。或许和其占用空间有莫大的关联吧。
YUYV、YVYU、UYVY、VYUY，都是YUV422的打包格式——即在内存中，Y、U、V都是挨着排序的。它们的名称就表示了Y、U、V的顺序。像YUYV，就是Y、U、Y、V、Y、U、Y、V。在填充这些格式时，就显得很容易、简单了。
另外一种常见的格式是YUV420。从本文章开始，会集中写一下关于YUV的格式转换的文字，但又没有研究很多，像采样的具体过程也没有很了解。这里放一张上，可以直观了解YUV422、YUV420的样子。
YUV采样-latelee.org
回到主题上，本文代码是从两年前写的函数基本上修改得来的。填充的内容是不同的颜色条。先上代码，如下：

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void init_yuv_buf(YUV_TYPE type, unsigned char* buf, int width, int height)
{
    unsigned char *src = buf;
    int i, j;
 
    /*
    unsigned int rainbow_rgb[] = {
        0xFF0000, 0xFF6100, 0xFFFF00, 0x00FF00, 0x00FFFF,
        0x0000FF, 0xA020F0, 0x000000, 0xFFFFFF, 0xF4A460};
    */
    // 由上数组转换而成
    unsigned int rainbow_yuv[] = {
        0x4c54ff, 0x8534d6, 0xe10094, 0x952b15, 0xb2ab00,
        0x1dff6b, 0x5dd2af, 0xbb1654, 0x9c4bc5, 0xb450ad};
 
    unsigned char *p_y = src;
    unsigned char *p_u = src+width*height;
    unsigned char *p_v = src+2*width*height;
 
    int slice = height / 10;
    for (i = 0; i < height; i++) // h
    {
        int index = i / slice;
        unsigned char y = (rainbow_yuv[index] & 0xff0000 ) >> 16;
        unsigned char u = (rainbow_yuv[index] & 0x00ff00) >> 8;
        unsigned char v = (rainbow_yuv[index] & 0x0000ff);
        if (type == FMT_YUV444)
        {
            for (j=0;j<width;j++) // w
            {
                *p_y++ = y;
                *p_u++ = u;
                *p_v++ = v;
            }
        }
        else
        {
            for (j=0; j<width*2; j+=4) // w
            {
                if (type == FMT_YUYV)
                {
                    src[i*width*2+j+0] = y; // Y0
                    src[i*width*2+j+1] = u; // U
                    src[i*width*2+j+2] = y; // Y1
                    src[i*width*2+j+3] = v; // V
                }
                if (type == FMT_YVYU)
                {
                    src[i*width*2+j+0] = y; // Y0
                    src[i*width*2+j+1] = v; // V
                    src[i*width*2+j+2] = y; // Y1
                    src[i*width*2+j+3] = u; // U
                }
                else if (type == FMT_UYVY)
                {
                    src[i*width*2+j+0] = u; // U
                    src[i*width*2+j+1] = y; // Y0
                    src[i*width*2+j+2] = v; // V
                    src[i*width*2+j+3] = y; // Y1
                }
                else if (type == FMT_VYUY)
                {
                    src[i*width*2+j+0] = v; // V
                    src[i*width*2+j+1] = y; // Y0
                    src[i*width*2+j+2] = u; // U
                    src[i*width*2+j+3] = y; // Y1
                }
            }
        }
    }
}

其中rainbow_yuv是由rainbow_rgb数组值转换而成的。因为我确定颜色是使用RGB空间的。使用的转换函数如下：

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int rgb2YCbCr(unsigned int rgbColor, int* Y, int* Cb, int* Cr)
{
    unsigned char r, g, b;
    int y, cb, cr;
    r = (rgbColor&0x00ff0000) >> 16;
    g = (rgbColor&0x0000ff00) >> 8;
    b = rgbColor & 0xff;
 
    y = (int)( 0.299 * r + 0.587 * g + 0.114 * b);
    cb = (int)(-0.16874 * r - 0.33126 * g + 0.50000 * b + 128);
    if (cb < 0)
        cb = 0;
    cr = (int)( 0.50000 * r - 0.41869 * g - 0.08131 * b + 128);
    if (cr < 0)
        cr = 0;
 
    *Y = y;
    *Cb = cb;
    *Cr = cr;
 
    return 0;
}

对于YUV444而言，Y、U、V占用的空间均为width*height，故在填充时，就分别指定3个分量的指针，然后依次填充即可。
对于YUYV、YVYU、UYVY、VYUY这四种格式，实际上是YUV422采集空间，2个Y对应1个U和1个U。Y、U、V3个分量连续存储，根据顺序，就得到4个格式了。从代码看到，就是根据不同的格式宏定义来调整3个分量。
总之，本文代码没什么技术含量，但对于我的学习，还是有帮助的，姑且写之，姑且用之。

李迟 2015.8.5 晚上