YUV 採样

YUV 的长处之中的一个是，色度频道的採样率可比 Y 频道低，同一时候不会明显减少视觉质量。有一种表示法可用来描写叙述 U 和 V 与 Y 的採样频率比例，这个表示法称为 A:B:C 表示法：

图 1 显示了 4:4:4 图片中使用的採样网格。灯光例子用叉来表示，色度例子则用圈表示。

图 1. YUV 4:4:4 例子位置

4:2:2 採样的这样的主要形式在 ITU-R Recommendation BT.601 中进行了定义。图 2 显示了此标准定义的採样网格。

图 2. YUV 4:2:2 例子位置

4:2:0 採样有两种常见的变化形式。当中一种形式用于 MPEG-2 视频，还有一种形式用于 MPEG-1 以及 ITU-T recommendations H.261 和 H.263。图 3 显示了 MPEG-1 方案中使用的採样网格，图 4 显示了 MPEG-2 方案中使用的採样网格。

图 3. YUV 4:2:0 例子位置（MPEG-1 方案）

图 4. YUV 4:2:0 例子位置（MPEG-2 方案）

与 MPEG-1 方案相比，在 MPEG-2 方案与为 4:2:2 和 4:4:4 格式定义的採样网格之间进行转换更简单一些。因此，在 Windows 中首选 MPEG-2 方案，应该考虑将其作为 4:2:0 格式的默认转换方案。

表面定义

本节讲述推荐用于视频呈现的 8 位 YUV 格式。这些格式能够分为几个类别：

首先，您应该理解下列概念，这样才干理解接下来的内容：

4:4:4 格式，每像素 32 位

推荐一个 4:4:4 格式，FOURCC 码为 AYUV。这是一个打包格式，当中每一个像素都被编码为四个连续字节，其组织顺序例如以下所看到的。

图 5. AYUV 内存布局

标记了 A 的字节包括 alpha 的值。

4:2:2 格式，每像素 16 位

支持两个 4:2:2 格式，FOURCC 码例如以下：

两个都是打包格式，当中每一个巨像素都是编码为四个连续字节的两个像素。这样会使得色度水平下採样乘以系数 2。

YUY2

在 YUY2 格式中，数据可被视为一个不带正负号的 char 值组成的数组，当中第一个字节包括第一个 Y 例子，第二个字节包括第一个 U (Cb) 例子，第三个字节包括第二个 Y 例子，第四个字节包括第一个 V (Cr) 例子，如图 6 所看到的。

图 6. YUY2 内存布局

假设该图像被看作由两个 little-endian WORD 值组成的数组，则第一个 WORD 在最低有效位 (LSB) 中包括 Y0，在最高有效位 (MSB) 中包括 U。第二个 WORD 在 LSB 中包括 Y1，在 MSB 中包括 V。

YUY2 是用于 Microsoft DirectX® Video Acceleration (DirectX VA) 的首选 4:2:2 像素格式。预期它会成为支持 4:2:2 视频的 DirectX VA 加速器的中期要求。

UYVY

此格式与 YUY2 同样，仅仅是字节顺序是与之相反的 — 就是说，色度字节和灯光字节是翻转的（图 7）。假设该图像被看作由两个 little-endian WORD 值组成的数组，则第一个 WORD 在 LSB 中包括 U，在 MSB 中包括 Y0，第二个 WORD 在 LSB 中包括 V，在 MSB 中包括 Y1。

图 7. UYVY 内存布局

4:2:0 格式，每像素 16 位

推荐两个 4:2:0 每像素 16 位格式，FOURCC 码例如以下：

两个 FOURCC 码都是平面格式。色度频道在水平方向和垂直方向上都要以系数 2 来进行再次採样。

IMC1

全部 Y 例子都会作为不带正负号的 char 值组成的数组首先显示在内存中。后面跟着全部 V (Cr) 例子，然后是全部 U (Cb) 例子。V 和 U 平面与 Y 平面具有同样的跨距，从而生成如图 8 所看到的的内存的未使用区域。

图 8. IMC1 内存布局

IMC3

此格式与 IMC1 同样，仅仅是 U 和 V 平面进行了交换：

图 9. IMC3 内存布局

4:2:0 格式，每像素 12 位

推荐四个 4:2:0 每像素 12 位格式，FOURCC 码例如以下：

在全部这些格式中，色度频道在水平方向和垂直方向上都要以系数 2 来进行再次採样。

IMC2

此格式与 IMC1 同样，仅仅是 V (Cr) 和 U (Cb) 行在半跨距边界处进行了交错。换句话说，就是色度区域中的每一个完整跨距行都以一行 V 例子開始，然后是一行在下一个半跨距边界处開始的 U 例子（图 10）。此布局与 IMC1 相比，可以更加高效地利用地址空间。它的色度地址空间缩小了一半，因此总体地址空间缩小了 25%。在各个 4:2:0 格式中，IMC2 是第二首选格式，排在 NV12 之后。

图 10. IMC2 内存布局

IMC4

此格式与 IMC2 同样，仅仅是 U (Cb) 和 V (Cr) 行进行了交换：

图 11. IMC4 内存布局

YV12

全部 Y 例子都会作为不带正负号的 char 值组成的数组首先显示在内存中。此数组后面紧接着全部 V (Cr) 例子。V 平面的跨距为 Y 平面跨距的一半，V 平面包括的行为 Y 平面包括行的一半。V 平面后面紧接着全部 U (Cb) 例子，它的跨距和行数与 V 平面同样（图 12）。

图 12. YV12 内存布局

NV12

全部 Y 例子都会作为由不带正负号的 char 值组成的数组首先显示在内存中，而且行数为偶数。Y 平面后面紧接着一个由不带正负号的 char 值组成的数组，当中包括了打包的 U (Cb) 和 V (Cr) 例子，如图 13 所看到的。当组合的 U-V 数组被视为一个由 little-endian WORD 值组成的数组时，LSB 包括 U 值，MSB 包括 V 值。NV12 是用于 DirectX VA 的首选 4:2:0 像素格式。预期它会成为支持 4:2:0 视频的 DirectX VA 加速器的中期要求。