YUV各种采样格式的说明
通常我们用RGB表示一种彩色。计算机系统里的LCD显示的数据就是RGB来表示每个像素的颜色。
而在我们生活里，有黑白电视机与彩色电视机两种，拍摄节目源时不可以用两种不同的摄像机来存放两种图像数据。
所以为了兼容两种电视机，专家就引入YUV格式代替RGB，其中Y表示亮度， U和V表示色差。 黑白电视机只用Y信号， 而彩色电视机可由YUV转换成RGB再显示颜色。
通常我们所用的YUV格式是 ITU-R 的标准 , 也叫YCbCr.
YUV是由RGB格式的数据转换得来。
Y Y = 0.299 x R + 0.587 x G + 0.114 x B +
U Cb = -0.169 x R - 0.331 x G + 0.499 x B +
V Cr = 0.499 x R - 0.418 x G - 0.0813 x B + Y Y = 0.299 x R + 0.587 x G + 0.114 x B +
U Cb = -0.169 x R - 0.331 x G + 0.499 x B +
V Cr = 0.499 x R - 0.418 x G - 0.0813 x B +
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YUV4:4:4
其实就是YUV的数据各占用8位， 每个像素都由YUV组成
同一行的相邻4个像素数据: Y0U0V0 Y1U1V1 Y2U2V2 Y3U3V3
存储时: Y0U0V0 Y1U1V1 Y2U2V2 Y3U3V3 //即每个像素YUV的数据都会存放起来
为什么叫4:: , 意思就是4个像素里的数据有4个Y， 4个U, 4个V
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YUV4:2:2
其实绝大部分相邻的两个像素，数据差异应不大。所以为了节点空间便于存储，丢失每个像素的部分数据。
专家研究表明我们人对亮度比较敏感，而对色彩不怎么敏感。所以每个像素的亮度Y数据是绝对不动的，而色差数据可以进行丢弃。
同一行的相邻4个像素数据: Y0U0V0 Y1U1V1 Y2U2V2 Y3U3V3
存储时: Y0U0 Y1V1 Y2U2 Y3V3 // 每两个相邻的像素， 一个丢弃V数据，一个丢弃U数据
为什么叫4::, 意思就是相邻的4个像素里有4个Y， 2个U， 2个V。 按上面存储的顺序也叫YUYV. 但还原成RGB数据必须需要YUV, 像第一个像素只有Y0U0是没法还原的，这时只能用下一像素的V1数据。
还原时的YUV： [Y0U0V1] [Y1U0V1] [Y2U2V3] [Y3U2V3] // 这样还原理论上会对图像的质量有影响的，但我们看不出来的.
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YUV4:2:0
专家们进一步研究表示，每一行的相邻两个像素与下一行同位置的两个像素数据差异不大，可以进一步的丢数据。
如两行的像素数据：
Y00U00V00 Y01U01V01 Y02U02V02 Y03U03V03 ....
Y88U88V88 Y89U89V89 Y90U90V90 Y91U91V91 .... 存储时： Y00U00 Y01 Y02U02 Y03 // 每个像素的Y数据保留， 两个像素数据只保留一个U数据。这一行不保留V数据(YUV: 420)
Y88V88 Y89 Y90V90 Y91 // .... 两个像素数据只保留一个V数据， 这行不保留U数据(YUV: 402) 还原时只能相同位置的上下两行4个像素结合还原:
Y00U00V88 Y01U00V88 Y02U02V90 Y03U02V90
Y88U00V88 Y89U00V88 Y90U02V90 Y91U02V90
YUV各种采样格式的比较
我们以一张大小为1280*720的图像为例：
在RGB 图像中，每个像素点都有红、绿、蓝三个原色，其中每种原色都占用 8 bit，也就是一个字节，那么一个像素点也就占用 24 bit，也就是三个字节。
一张 1280 * 720 大小的图片，就占用 1280 * 720 * 3 / 1024 / 1024 = 2.63 MB 存储空间。
【使用YUV4:4:4格式采样的大小】
YUV4:4:4格式意味着Y、U、V三个分量的采集比例相同，因此在生成的图像里，每个像素的三个分量信息完整，都是8bit，也就是一个字节。
那么它的采样大小为
3 * 1280 * 720 / 1024 / 1024 = 2.63MB
与原始RGB图像相比大小是一样的。
【使用YUV4:2:2格式采样的大小】
YUV4:2:2格式的采样特征是在每相临的两个像素，一个丢弃U分量，一个丢弃V分量，那么它的采样大小为：
(8 + 8) * 1280 * 720 / 8 / 1024 / 1024 = 1.76MB
可以看到 YUV 4:2:2 采样的图像比 RGB 模型图像节省了三分之一的存储空间，在传输时占用的带宽也会随之减少。
【使用YUV4:2:0格式采样的大小】
YUV4:2:0格式的采样特征是所有像素都保留Y分量，同一行的像素只保留U分量，或者是V分量，同一行中相临的两个像素只保留同一个Y分量或者U分量。
那么它的采样大小为：
(8 * 1280 * 720 + 8 * 1280 * 720 / 2 / 2 + 8 * 1280 * 720 / 2 / 2) / 8 / 1024 / 1024 = 1.32MB
可以看到 YUV 4:2:0 采样的图像比 RGB 模型图像节省了一半的存储空间，因此它也是比较主流的采样方式。
参考链接：