YUV 4:2:0 格式和YUV411格式区别

MPEG 储存的 YU(Cb)V(Cr) 格式是遵循 CCIR601，也就是 ITU-R BT.601 的规范，Y 亮度的范围是 16~235，UV(CbCr) 色度是以无色 =128 为中心，范围是 16~240。
一般民生消费产品使用的 MPEG 压缩，大都采用 YUV 4:2:0 的格式，也就是如果分办率是 720x576，则每个 Frame，Y 有 720x576 个点，U 只有 360x288 个点，V 也只有 360x288 个点。色度的信息只有亮度的 1/4。那么为什么不写 YUV 4:1:1（UV 和 Y 的比例是 1:4）而要写 YUV 4:2:0？这是因为要区分取样的方式不同。YUV 4:1:1 是指水平 Y 取样四个点，UV 各只取样一个点，水平的 Y 和 UV 的取样比例是 4:1，也就是
Y Y Y Y 一个 U 一个 V ....

YUV 4:2:0 是指水平和垂直 Y 各取样两个点，UV 各只取样一个点，水平的取样比例是 2:1，重直的取样比例 2:1，也就是
Y Y
Y Y 一个 U 一个 V ....

和 YUV 4:1:1 一样，色度和亮度差 1/2 * 1/2 = 1/4，只是取样的方式不同。

而 MPEG 最常采用的 YUV 4:2:0 格式，其 UV 的取样位置，MPEG-1 和 MPEG-2 又不同（MPEG-4 是用和 MPEG-2 一样的取样位置）
MPEG-1
Y Y
_x
Y Y

x 是 UV 的取样位置

MPEG-2
Y Y
x
Y Y

x 是 UV 的取样位置

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 + 0

U    Cb = -0.169 x R - 0.331 x G + 0.499 x B + 128

V    Cr = 0.499 x R - 0.418 x G - 0.0813 x B + 128

Y    Y = 0.299 x R + 0.587 x G + 0.114 x B + 0

U    Cb = -0.169 x R - 0.331 x G + 0.499 x B + 128

V    Cr = 0.499 x R - 0.418 x G - 0.0813 x B + 128

///////
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:    Y0 U0 V0  Y1 U1 V1 Y2 U2 V2 Y3 U3 V3  //即每个像素YUV的数据都会存放起来

为什么叫4:4:4 , 意思就是4个像素里的数据有4个Y， 4个U, 4个V

//////
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:    Y0 U0  Y1 V1 Y2 U2 Y3 V3  // 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4:2:2,  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.

/////
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数据还分成打包的，平面的。打包的意思是： yuv数据是顺序存放Y，接着U，再接着V数据存放。平面的意思是： yuv数据是分成三个地方存放，一个地方只存Y数据，一个只存U数据，一个只存V数据