前言
我们开发平常图片的数据都是RGB，但是设计视频相关的都会使用到YUV格式，为什么呢？
- YUV是电视信号的格式，为了同时兼容黑白和彩色，只有Y就是黑白，加上UV就是彩色。
- YUV采样可以大大降低传输数据的大小，以YUV420为例就是RGB的一半。
RGB/BGR
每一个点都是由三个byte组成，分别存储R、G、B，值范围是[0-255]。
需要注意的是在C#中我们获取到的是按BGR排序的。
如果要包含透明通道，就有RGBA、BGRA、ARGB或者ABGR这四种方式，所以要注意我们所需的格式。
YUV
YUV的值是怎么来的呢？
直接给公式 ： （请不要使用其他博客中的浮点数类型的公式，会严重影响精度）
代码语言：javascript复制y = (( 66 * r 129 * g 25 * b 128) >> 8) 16 ;
u = ((-38 * r - 74 * g 112 * b 128) >> 8) 128 ;
v = ((112 * r - 94 * g - 18 * b 128) >> 8) 128 ;这时大家可能就有疑问了，我们明明已经有了RGB可以表示这个像素点了，为什么还需要再使用YUV来进行表示。
说白一点就是RGB三个分量一个都不可少才能表示出一个像素点。
而YUV可以通过不同的采样方式来减少一些U、V分量，从而减小所需的存储空间。而恢复为RGB的时候可以几个Y分量共用U、V分量来恢复为RGB。
这样全采样的YUV其实跟RGB所需存储空间一样了，而这种采样方式就是 YUV 4:4:4 。
采样方式
YUV 4:4:4
这种方式也就是上文所说的，YUV分量全部进行采样
YUV 4:2:2
在所有像素上，Y分量全部采样。 在同行的像素上， U 和 V 分量分别 交替 进行采样；
YUV 4:2:0【重点】
在所有像素上，Y分量全部采样。 在（偶数行）， U 分量 间隔 进行采样，而不采样V分量。 在（奇数行）， V 分量 间隔 进行采样，而不采样U分量。
以上面的8个像素为例，那么我们采集到的数组长度则分别为：
YUV 4:4:4 8 8 8 长度为24 YUV 4:2:2 8 4 4 长度为16，是第一种的 三分之二 YUV 4:2:0 8 2 2 长度为12，是第一种的 二分之一 所以使用420的采样方式，所需的存储空间会大大减小。
存储方式
我们4x2的图片为例，共8个像素，使用YUV420存储的话，对应的数组就会是这样：
代码语言：javascript复制Y数组: [Y, Y, Y, Y, Y, Y, Y, Y]
U数组: [U, U]
V数组: [V, V]存储方式分为
- planar（平面方式） 现存Y，在存UV
- packed（打包方式）YUV交替存储
整体
平面模式
顺序可以是 先存Y，再存U，最后存V。也可以是先存Y，再存V，再存U。我们这里把前者称为 YU的存储方式，把后者称为 YV的存储方式
420采样方式 YU存储方式 = YU12（又叫 I420 ）
代码语言：javascript复制YYYYYYYY UU VV420采样方式 YV存储方式 = YV12
代码语言：javascript复制YYYYYYYY VV UU这两种存储格式呢，又统称为 YUV420P 格式。
UV交替存储
UV交替存储的，还有VU交替存储的，那么我们就把前者称为UV存储，把后者称为VU存储，那么总结来了：
420采样方式 UV存储方式 = NV12
代码语言：javascript复制YYYYYYYY UV UV420采样方式 VU存储方式 = NV21
代码语言：javascript复制YYYYYYYY VU VU上面这两种特殊的平面方式呢，又叫 Semi-Splanar ，所以以上两种格式又称为 YUV420SP 格式。
422采样也可以使用平面存储的方式，如下：
代码语言：javascript复制Y数组: [Y, Y, Y, Y, Y, Y, Y, Y]
U数组: [U, U, U, U]
V数组: [V, V, V, V]存储方式
代码语言：javascript复制YYYYYYYY UUUU VVVV422采样方式 平面存储方式 = YUV422P(属于YUV422)
打包方式
一般我们使用422采样方式的时候会采用这种存储方式，这种方式就不像上面那种那么直白了，先用数组表示吧，注意是422采样模式，所以U、V数组长度也变化了
代码语言：javascript复制YUYV YUYV YUYV YUYV如上所示，因为YUV的比例是2:1:1 ，所以取两个Y元素就需要分别取一个U和V元素，后面同理。所以根据上面这种格式：
422采样方式 YUYV打包存储方式 = YUYV
代码语言：javascript复制YUYV YUYV YUYV YUYV422采样方式 UYVY打包存储方式 = UYVY
代码语言：javascript复制UYVY UYVY UYVY UYVY图片数据
代码语言：javascript复制using (var bmp = new Bitmap(image))
{
var data = bmp.LockBits(
new Rectangle(Point.Empty, image.Size),
ImageLockMode.ReadWrite,
PixelFormat.Format24bppRgb
);
bmp.UnlockBits(data);
}C#封装的libyuv
https://github.com/jlennox/LibYuvSharp
https://www.nuget.org/packages/Lennox.LibYuvSharp/1.1.2?_src=template
安装
代码语言：javascript复制Install-Package Lennox.LibYuvSharp -Version 1.1.2加载BMP
代码语言：javascript复制private void LoadBmp()
{
using (var image = Image.FromFile("test.bmp"))
using (var bmp = new Bitmap(image))
{
var data = bmp.LockBits
(
new Rectangle(Point.Empty, image.Size),
ImageLockMode.ReadOnly,
PixelFormat.Format24bppRgb
);
var rgbStride = image.Width * 3;
var argbStride = image.Width * 4;
var original = new byte[rgbStride * image.Height];
var destRgb = new byte[rgbStride * image.Height];
var destArgb = new byte[argbStride * image.Height];
unsafe
{
fixed (byte* originalPtr = original)
fixed (byte* destArgbPtr = destArgb)
fixed (byte* destRgbPtr = destRgb)
{
// Put the original 24bit RGB pixel data into an array for
// later validation.
Buffer.MemoryCopy
(
(void*)data.Scan0,
originalPtr,
original.Length,
original.Length
);
// Convert the source 24bit RGB pixel data to 32bit ARGB.
// This conversion is lossless.
LibYuv.RGB24ToARGB
(
(byte*)data.Scan0,
rgbStride,
destArgbPtr,
argbStride,
image.Width,
image.Height
);
// Convert the newly created 32bit ARGB back to the original
// 24bit RGB. This conversion is lossless.
LibYuv.ARGBToRGB24
(
destArgbPtr,
argbStride,
destRgbPtr,
rgbStride,
image.Width,
image.Height
);
}
}
bmp.UnlockBits(data);
}
}Image加载I420数据
I420 => RGB24 => Bitmap => BitmapImage => 加载
I420转RGB24
这里使用了libyuv库
代码语言：javascript复制int width = obj.Width;
int height = obj.Height;
var original = new byte[width * 3 * height];
unsafe
{
fixed (byte* originalPtr = original)
{
LibYuv.I420ToRGB24
(
(byte*)obj.DataY.ToPointer(),
obj.StrideY,
(byte*)obj.DataU.ToPointer(),
obj.StrideU,
(byte*)obj.DataV.ToPointer(),
obj.StrideV,
originalPtr,
obj.Width * 3,
obj.Width,
obj.Height
);
}
}RGB24转Bitmap
代码语言：javascript复制public static Bitmap RgbToBitmap
(
byte[] rgbData,
int width,
int height
)
{
Bitmap bitmap = new Bitmap(width, height);
BitmapData bitmapData = bitmap.LockBits
(
new Rectangle
(
0,
0,
width,
height
),
ImageLockMode.WriteOnly,
PixelFormat.Format24bppRgb
);
IntPtr ptr = bitmapData.Scan0;
Marshal.Copy
(
rgbData,
0,
ptr,
rgbData.Length
);
bitmap.UnlockBits(bitmapData);
return bitmap;
}Image加载Bitmap
代码语言：javascript复制Bitmap bitmap = ...;
BitmapImage bitmapImage = new BitmapImage();
using (MemoryStream memory = new MemoryStream())
{
bitmap.Save(memory, ImageFormat.Png);
memory.Position = 0;
bitmapImage.BeginInit();
bitmapImage.StreamSource = memory;
bitmapImage.CacheOption = BitmapCacheOption.OnLoad;
bitmapImage.EndInit();
}
this.MyImg.Source = bitmapImage;
bitmap.Dispose();
