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YUV转RGBA的操作

news 2025/7/13 1:26:14

NV12格式

YYYYYYYY

UVUVUVUV

两个平面,UV交错

基本方案

int clamp(int value, int min, int max) {
    if (value < min) {
        return min;
    } else if (value > max) {
        return max;
    } else {
        return value;
    }
}

void NV12_T_RGBA(unsigned char* YUV, unsigned char* rgba, unsigned int width, unsigned int height)
{
    int frameSize = width * height;

    for (int j = 0; j < height; j++) {
        for (int i = 0; i < width; i++) {
            // Y值
            int Y = YUV[j * width + i];
            // UV值, UV 交错排列，只占总高度的一半
            int U = YUV[frameSize + (j / 2) * width + (i & ~1)];
            int V = YUV[frameSize + (j / 2) * width + (i & ~1) + 1];

            // 转换
            int R = clamp((int)(Y + 1.13983 * (V - 128)), 0, 255);
            int G = clamp((int)(Y - 0.39465 * (U - 128) - 0.5806 * (V - 128)), 0, 255);
            int B = clamp((int)(Y + 2.03211 * (U - 128)), 0, 255);

            // 存储RGBA数据，将Alpha通道设置为0
            rgba[(j * width + i) * 4] = R;
            rgba[(j * width + i) * 4 + 1] = G;
            rgba[(j * width + i) * 4 + 2] = B;
            rgba[(j * width + i) * 4 + 3] = 0;
        }
    }
}

在NV12格式的YUV数据中，UV分量是按照2x2的子采样存储的，这意味着每个UV值对应原始图像中2x2区块的四个像素。这种存储方式导致UV数据的横向分辨率只有Y数据的一半。为了从YUV数据中正确地提取UV分量，我们需要确保我们访问的UV索引对应于其在Y数据中的位置。

这里使用的表达式 i & ~1 用于确定当前像素对应的UV组件的水平位置。下面是这个操作的详细解释：

位运算详解
i：表示当前像素的横坐标。
~1：这是一个位运算符。1 在二进制中表示为 00000001，取反后变为 11111110。
i & ~1：这个运算实际上是将 i 的最低位（二进制的最右边位）清零，从而使得得到的结果总是偶数。这个偶数指向当前2x2块中第一个像素（即左上角）的位置。
例子说明
假设我们有一个宽度为8的图像，对应的行中像素横坐标 i 从0到7。我们使用 i & ~1 来查看结果：

当 i = 0（二进制 000）时，i & ~1 的结果是 0（二进制 000）。
当 i = 1（二进制 001）时，i & ~1 的结果是 0（二进制 000）。
当 i = 2（二进制 010）时，i & ~1 的结果是 2（二进制 010）。
当 i = 3（二进制 011）时，i & ~1 的结果是 2（二进制 010）。
当 i = 4（二进制 100）时，i & ~1 的结果是 4（二进制 100）。
当 i = 5（二进制 101）时，i & ~1 的结果是 4（二进制 100）。
当 i = 6（二进制 110）时，i & ~1 的结果是 6（二进制 110）。
当 i = 7（二进制 111）时，i & ~1 的结果是 6（二进制 110）。
如你看到，对于每两个相邻的 i 值（0和1, 2和3, 4和5, 6和7），i & ~1 都返回相同的偶数值。这样确保了，不管处理的是2x2块中的哪一个像素，我们总是从对应的UV坐标（同一个UV值）提取色差分量，保持了UV分量正确的对应和采样逻辑

不同的转换公式

参考：YUV与RGB转换公式(BT601、BT709、BT2020)_bt601和bt709-CSDN博客