bmp转换为YUV420p指南 |
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bmp转换为YUV420p指南
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bmp转换为YUV420p指南（Linux）：
一、如何获得一张YUV图片
（1）在网络上下载一张随便的jpg图片或者bmp图片 使用画图软件打开，并且设置成640*480大小的
（2）在Linux下安装ffmpeg apt install ffmpeg （3）使用ffmpeg转换jpg为YUV格式 ffmpeg -i 1.jpg -s 640x480 -pix_fmt yuv420p test.yuv 二、如何查看YUV图片利用ffmpeg自带的图片查看器ffplay： ffplay -video_size 640x480 test.yuv 三、YUV420格式YUV两大类格式： （1）平面格式（planar formats） 将Y、U、V的三个分量分别存放在不同的矩阵中。先连续存储所有像素点的Y，紧接着存储所有像素点的U，随后是所有像素点的V。 如：YUV420P在数组中的存储格式
（2）紧缩格式（packed formats） YUV数据是交替存储在数组中的，类似与BMP的RGB存储 如：YUV422 在数组中的存储格式 每四个像素点共用一对UV值，所以，在640x480的图像中，需要640x480 + 640x480/4 + 640x480/4字节来存储。 640x480是Y分量的字节数 而U和V所占的字节数相同：640x480/4 YUV420P在屏幕像素上的分布表示： 每四个Y使用同一组U和V。共用UV的方式如上图 四个Y公用的 U = 四个Y对应的U之和/4 四个Y公用的 V = 四个Y对应的V之和/4 上面两条公式就是YUV420P的采样公式 四、RGB与YUV互相转化公式一个像素的RGB对应的YUV： Y＝0.2990R + 0.5870G + 0.1140B U＝0.500R - 0.419G - 0.081B + 128 V＝-0.1684R - 0.3316G + 0.500B + 128 （注意：网上找的大部分公式可能来源于同一个地方，所以U和V的公式反过来了，这导致我在转换的时候出现色彩不正常的情况，并且研究很久才知道U和V的公式反过来了（坑爹啊！！）） 一个YUV像素点对应的RGB： R = Y + 1.403 * (V - 128) G = Y - 0.343 * (U - 128) - 0.714 * (V - 128) B = Y + 1.770 * (V - 128) 对于420p格式的YUV图片：RGB转换YUV以后，得到的U和V还需要进行一次采样转化，转化方式为每四个点公用一个U和V，公用的方式如上面的YUV420示意图。 五、RGB转换为YUV420：在这里我们以bmp（24位位图）图片格式为例：
1.首先获得全部的RGB像素点（包含处理bmp数据头） 有关bmp数据头部感兴趣的自己上百度找 不感兴趣的直接用C库函数 leesk函数跳过头部54个字节 由于是24位bmp，RGB像素点不需要任何修改，直接读取即可，存放在rgb_buf中 int fn_Open_Bmp(const char * bmp_path) { int bmp_fd = open(bmp_path , O_RDWR); if(bmp_fd printf("申请bmp头信息空间失败\n"); return -1; } //读取bmp的头信息 read(bmp_fd , head_info , 14); read(bmp_fd , bmp_info , 40); bmp_w = bmp_info->width; bmp_h = bmp_info->height; printf("bmp_x = %d bmp_y = %d\n" , bmp_w , bmp_h); //读取RGB信息 rgb_buf = malloc(bmp_w * bmp_h * 3); if(rgb_buf == NULL) { printf("申请bmp_rgb空间失败\n"); return -1; } unsigned int ret = read(bmp_fd , rgb_buf , bmp_w * bmp_h * 3); if(ret != bmp_w * bmp_h * 3) { printf("读取bmp_rgb失败\n"); return -1; } free(bmp_info); free(head_info); close(bmp_fd); return 0; }2.根据RGB转换所有像素点的YUV bmp的存储形式：
4.创建.yuv文件，并且把YUV写进文件中 void fn_Make_Yuv(const char * bmp_path) { char path_buf[1024] = {0}; int yuv_fd = open("./test.yuv" , O_RDWR | O_TRUNC | O_CREAT); if(yuv_fd //1.打开bmp if(fn_Open_Bmp(bmp_path) != 0) { return -1; } else { printf("打开bmp成功\n"); } //2.转换yuv fn_Convert_Yuv(); //3.对uv进行采样 fn_Convert_Uv(); //4.创建yuv文件并写入像素点 fn_Make_Yuv(bmp_path); printf("yuv_y len = %ld\n" , strlen(yuv_y)); printf("yuv_u len = %ld\n" , strlen(yuv_u)); printf("yuv_v len = %ld\n" , strlen(yuv_v)); system("ffplay -video_size 640x480 -pixel_format yuv420p test.yuv"); free(yuv_y); free(yuv_u); free(yuv_v); free(yuv_tmp_u); free(yuv_tmp_v); return 0; } /* 打开bmp 处理bmp的头信息 并跳过bmp的头54个字节 */ int fn_Open_Bmp(const char * bmp_path) { int bmp_fd = open(bmp_path , O_RDWR); if(bmp_fd printf("申请bmp头信息空间失败\n"); return -1; } //读取bmp的头信息 read(bmp_fd , head_info , 14); read(bmp_fd , bmp_info , 40); bmp_w = bmp_info->width; bmp_h = bmp_info->height; printf("bmp_x = %d bmp_y = %d\n" , bmp_w , bmp_h); //读取RGB信息 rgb_buf = malloc(bmp_w * bmp_h * 3); if(rgb_buf == NULL) { printf("申请bmp_rgb空间失败\n"); return -1; } unsigned int ret = read(bmp_fd , rgb_buf , bmp_w * bmp_h * 3); if(ret != bmp_w * bmp_h * 3) { printf("读取bmp_rgb失败\n"); return -1; } free(bmp_info); free(head_info); close(bmp_fd); return 0; } int fn_Convert_Yuv() { unsigned char * tmp_y = NULL; unsigned char * tmp_u = NULL; unsigned char * tmp_v = NULL; yuv_y = malloc(bmp_w * bmp_h); yuv_tmp_u = malloc(bmp_w * bmp_h); yuv_tmp_v = malloc(bmp_w * bmp_h); //由于yuv_y等参数需要进行地址加，所以这里使用tmp_y等保存最开始的地址 tmp_y = yuv_y; tmp_u = yuv_tmp_u; tmp_v = yuv_tmp_v; if(yuv_y == NULL || yuv_tmp_u == NULL || yuv_tmp_v == NULL) { printf("申请yuv空间失败\n"); return -1; } for(int i = bmp_h - 1 ; i >= 0 ; i--) { for(int j = 0 ; j unsigned char * tmp_u = NULL; unsigned char * tmp_v = NULL; yuv_u = malloc(bmp_w/2 * bmp_h/2); yuv_v = malloc(bmp_w/2 * bmp_h/2); tmp_u = yuv_u; tmp_v = yuv_v; if(yuv_u == NULL || yuv_v == NULL) { printf("申请uv空间失败\n"); return; } //对UV进行采样 for(int i = 0 ; i *yuv_u = ((yuv_tmp_u[i * bmp_w + j] + yuv_tmp_u[i * bmp_w + j + 1] + yuv_tmp_u[(i) * bmp_w + j]+ yuv_tmp_u[(i) * bmp_w + j + 1])) / 4; *yuv_v = ((yuv_tmp_v[i * bmp_w + j] + yuv_tmp_v[i * bmp_w + j + 1] + yuv_tmp_v[(i) * bmp_w + j]+ yuv_tmp_v[(i) * bmp_w + j + 1])) / 4; yuv_v++; yuv_u++; } } yuv_u = tmp_u; yuv_v = tmp_v; //对y、u、v 信号进行抗噪处理 for (int i=0;i if(yuv_u[i]240) yuv_v[i] = 240; } printf("转uv成功\n"); } void fn_Make_Yuv(const char * bmp_path) { char path_buf[1024] = {0}; int yuv_fd = open("./test.yuv" , O_RDWR | O_TRUNC | O_CREAT); if(yuv_fd char tmp_path[1024] = {0}; char * tmp_p = malloc(1024); char * p = NULL; strcpy(tmp_path , path); p = strtok(tmp_path , "/"); strcpy(tmp_p , p); while(1) { p = strtok(NULL , "/"); if(p == NULL) { break; } else { strcpy(tmp_p , p); } } return tmp_p; }BMP_TO_YUV.h: #ifndef BMP_TO_YUV_H #define BMP_TO_YUV_H #include #include #include #include #include #include #include int fn_Bmp_To_Yuv(const char * bmp_path); int fn_Open_Bmp(const char * bmp_path); int fn_Convert_Yuv(); void fn_Convert_Uv(); void fn_Make_Yuv(); char * get_name(const char * path); int bmp_w; int bmp_h; unsigned char * rgb_buf; unsigned char * yuv_y; unsigned char * yuv_tmp_u; unsigned char * yuv_tmp_v; unsigned char * yuv_u; unsigned char * yuv_v; unsigned char * y_out; unsigned char * u_out; unsigned char * v_out; //bmp头文件信息结构体 struct bitmap_header//文件头 -->14个字节 { unsigned short type; //文件类型，必须为BM unsigned int size; // 位图文件大小 unsigned short reserved1; //预留位 unsigned short reserved2; //预留位 unsigned int offbits; // bmp图像文件头数据偏移量 }__attribute__((packed));//--》忽略该结构体地址对齐 struct bitmap_info//像素头 --》40个字节 { unsigned int size; // 本结构大小 unsigned int width; //像素点宽度 unsigned int height; //像素点高度 unsigned short planes;//目标设备的级别，必须为1 unsigned short bit_count; // 色深每个像素点所占的位数24bit unsigned int compression; //是否压缩，0表示不压缩 unsigned int size_img; // bmp数据大小，必须是4的整数倍 unsigned int X_pel;//位图水平分辨率 unsigned int Y_pel;//位图垂直分辨率 unsigned int clrused;//位图实际使用的颜色表中的颜色数 unsigned int clrImportant;//位图显示过程中重要的颜色数 }__attribute__((packed)); #endif |
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