【视频处理】YUV与RGB格式转换

yuv格式具有亮度信息和色彩信息分离的特点，但大多数图像处理操作都是基于rgb格式。

因此当要对图像进行后期处理显示时，需要把yuv格式转换成rgb格式。

rgb与yuv的变换公式如下：  

　　

yuv(256 级别) 可以从8位 rgb 直接计算：

y = 0.299 r + 0.587 g + 0.114 b

u = - 0.1687 r - 0.3313 g + 0.5 b + 128

v = 0.5 r - 0.4187 g - 0.0813 b + 128

反过来，rgb 也可以直接从yuv (256级别) 计算:

r = y + 1.402 (cr-128)

g = y - 0.34414 (cb-128) - 0.71414 (cr-128)

b = y + 1.772 (cb-128)

yuv格式比较多，下面以yv12格式为例，说明yv12格式转化成rgb24格式的方法。

其基本思路是按照rgb与yuv的变换公式进行逐像素的计算，但具体实现过程中，优化方法和技巧影响最终的转换效率。

说明：为了方便查看转换后的结果，在实现过程中，是bgr24格式代替rgb24格式，其转换过程是不变。

1. 基本实现

按照yuv与rgb的变换公式，逐像素访问y、u、v分量的值，并转换成rgb。

2. 基于查表法的实现 

逐一访问像素，进行浮点运算，比较耗时，因而利用空间换时间思路，以查找表来替代转换过程中的一些计算。

优化过程可参考： 

3. 基于opencv的实现

利用opencv提供的转换函数实现yuv到rgb的转换，实现简单方便。实现过程，只需要合理构造包含yuv数据的mat，具体实现方法如下。

4. 基于ffmpeg的实现 

利用ffmpeg中swscale实现yuv到rgb的转换，实现过程中，需要构造avpicture结构，具体实现方法如下。

5. 基于pinknoise的实现 

参考资料：

下载上述网站提供的yuv2rgb代码，利用yuv420_2_rgb888函数即可实现yuv到rgb的转换。

6. 转换效率分析 

测试序列：1920*1080

测试环境：opencv2.4.8, ffmpeg2.0, yuv2rgb v0.03

method

time(ms)

yv12tobgr24_native

83.7263

yv12tobgr24_table

54.2376

yv12tobgr24_opencv

26.0529

yv12tobgr24_ffmpeg

3.41499

yv12tobgr24_pinknoise

14.1215

由上述表格可以看出，基于ffmpeg的格式转换效率最高，利用查找表法可以提高转换效率，但基于查找表法的转换效率有待进一步优化提升。

后续应关注于ffmpeg其格式转换的算法实现，抽取其实现代码，使格式转换不依赖于ffmpeg库。