引言
正常做算法，我们一般接触到的数据来源都是RGB，如果用深度摄像机的话，数据格式都是RGBD，但是在视频采集卡中，视频采集芯片输出的码流一般都是YUV格式数据。而且，LZ最近因为项目原因，获取的数据格式已经不是熟悉的rgb类型了，所以还是需要进行对应的理解和整理的。
RGB
相信做图像处理的小伙伴们对RGB格式的图像数据都不陌生，R、G、B是什么意思呢？在实际获取的数字图像中，图像是以像素的形式呈现的，如果是彩色图像，那么每个像素会对应三个通道，分别为R（红色通道）、G（绿色通道）、B（蓝色通道），每个像素点呈现的颜色是三个通带的颜色合成展现出来的。
如果我们获取了一张图片，有2560*1440个像素点，如果采用上述RGB，每个通道是8bits,也就是1byte，所以正常是一个像素点有3bytes，2560x1440x3，大概在10.5M左右，可以想想，一张图片就怎么大，如果视频的帧率在60fps的话，那每秒钟的数据传输量在600多M，这个数据量是很大的。
那么YUV方式呢？
YUV
什么是YUV？
YUV其实是图像的另外一种编码方式。
其中“Y”表示明亮度（Luminance、 Luma），如果每个像素只用Y表示，就是我们常见的黑白电视了，“U”和“V”表示的则是色度（Chrominance或Chroma），作用是描述影像色彩及饱和度，用于指定像素的颜色。
YUV的采样格式
1. YUV 4:4:4
YUV 444的方式很好理解，就是每个像素对应一个Y分量，一个U分量，一个V分量
四个像素为： [Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3]
采样的码流为： Y0 U0 V0 Y1 U1 V1 Y2 U2 V2 Y3 U3 V3
映射出的像素点为：[Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3]
这样每个像素也可以看成有三个分量，所以数据量和rgb的图像是一样的，同样按照这种传输方式，数据量和RGB的传输方式相同也为256014403 字节。
2. YUV 4:2:2
YUV4:2:2表示UV分量的采样率是Y分量的一般，这么说好像很难理解，但是按照下面的这个展示就很容易理解了
四个像素为： [Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3]
采样的码流为： Y0 U0 Y1 V1 Y2 U2 Y3 U3
映射出的像素点为：[Y0 U0 V1]、[Y1 U0 V1]、[Y2 U2 V3]、[Y3 U2 V3]
这也会存在不同的排列方式，例如YUYV，YVYU，也有可能UYUV，VYUY，这样我们就可以看到平均一个对应一个Y分量，0.5个U分量，0.5个V分量。或者说每两个像素有两个Y分量，共用一个U分量，一个V分量，那么数据量就减少为：2560x1440x2字节，直接减少了1/3.
3. YUV 4:2:0
YUV 4:2:0 并不意味着不采样 V 分量。它指的是对每条扫描线来说，只有一种色度分量以 2:1 的采样率存储，相邻的扫描行存储不同的色度分量。也就是说，如果第一行是 4:2:0，下一行就是 4:0:2，在下一行就是 4:2:0，以此类推。换句话说是四个像素共用一个U，共用一个V。
图像像素为：
[Y0 U0 V0]、[Y1 U1 V1]、 [Y2 U2 V2]、 [Y3 U3 V3]
[Y5 U5 V5]、[Y6 U6 V6]、 [Y7 U7 V7] 、[Y8 U8 V8]
采样的码流为：
Y0 U0 Y1 Y2 U2 Y3
Y5 V5 Y6 Y7 V7 Y8
映射出的像素点为：
[Y0 U0 V5]、[Y1 U0 V5]、[Y2 U2 V7]、[Y3 U2 V7]
[Y5 U0 V5]、[Y6 U0 V5]、[Y7 U2 V7]、[Y8 U2 V7]
可以看到每四个像素对应四个Y分量，共用一个U分量和V分量，这样总的数据量为2560x1440x1.5，所以小伙伴在看代码时会很好奇，这1.5是哪里来的？1.5=1+0.25+0.25，平均每隔像素分摊到0.25个U和0.25个V，相比较RGB或者YUV444，能节约一半的存储空间
YUV的两种存储方式
- 紧缩格式（packed formats）：
将Y、U、V值存储成MacroPixels数组，和RGB的存放方式类似。
YUV YUV YUV
- 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。
YYYYYYYY.....UUUUUUUUUUU.......VVVVVVVVVVV
YUYV
YUYV 格式属于 YUV422，采用打包格式进行存储，Y 和 UV 分量按照 2:1 比例采样，每个像素都采集 Y 分量，每隔一个像素采集它的 UV 分量。
Y0 U0 Y1 V0 Y2 U2 Y3 V2
Y0 和 Y1 共用 U0 V0 分量，Y2 和 Y3 共用 U2 V2 分量。
UYVY
UYVY 也是 YUV422 采样的存储格式中的一种，只不过与 YUYV 排列顺序相反。
U0 Y0 V0 Y1 U2 Y2 V2 Y3
还有YVYU， VYUY这些都是类似的
YUV 422P
YUV422P 属于 YUV422 的一种，它是一种 planer 模式，即 Y、U、V 分别存储。
YYYYYYYYYYYYY....UUUUUUUUUU...VVVVVVVV...
YUV420P 和 YUV420SP
YUV420P 是基于 planar 平面模式进行存储，先存储所有的 Y 分量，然后存储所有的 U 分量或者 V 分量。和 YUV420SP
YYYYYYYYYYYYY....UUUUUUUUUU...VVVVVVVV...
同样，YUV420SP 也是基于 planar 平面模式存储，与 YUV420P 的区别在于它的 U、V 分量是按照 UV 或者 VU 交替顺序进行存储。
YYYYYYY...UVUVUVUV...............
YYYYYYY...VUVUVUVU...............
YU12 和 YU21
YU12 和 YV12 格式都属于 YUV 420P 类型，即先存储 Y 分量，再存储 U、V 分量，区别在于：YU12 是先 Y 再 U 后 V，而 YV12 是先 Y 再 V 后 U 。
NV21 和 NV21
NV12 和 NV21 格式都属于 YUV420SP 类型。它也是先存储了 Y 分量，但接下来并不是再存储所有的 U 或者 V 分量，而是把 UV 分量交替连续存储。
NV12 : 它的存储顺序是先存 Y 分量，再 UV 进行交替存储。
NV21: 它的存储顺序是先存 Y 分量，在 VU 交替存储。
参考地址：
https://baike.baidu.com/item/YUV/3430784
https://zhuanlan.zhihu.com/p/75735751
