RGB 24和YUY2相互轉換

YUY2經常用于電視制式以及許多攝像頭的輸出格式.而我們在處理時經常需要將其轉化為RGB進行處理,這里簡單介紹下YUY2(YUV)與RGB之間相互轉化的關系:

http://msdn2.microsoft.com/en-us/library/ms893078.aspx

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YUY2(YUV) To RGB:

C = Y - 16

D = U - 128

E = V - 128

R = clip(( 298 * C + 409 * E + 128) >> 8)
G = clip(( 298 * C - 100 * D - 208 * E + 128) >> 8)
B = clip(( 298 * C + 516 * D + 128) >> 8)

其中 clip()為限制函數,將其取值限制在0-255之間.

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RGB To YUY2(YUV):

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上述兩個公式在代碼中的
int YUV2RGB(void* pYUV, void* pRGB, int width, int height, bool alphaYUV, bool alphaRGB);
int RGB2YUV(void* pRGB, void* pYUVX, int width, int height, bool alphaYUV, bool alphaRGB);
函數中轉換。在諸如攝像頭的數據獲取中，我們往往需要直接在YUY2(YUV)空間上進行一些圖象處理，我們希望能夠在YUY2
(YUV)進行一些RGB上可以做到的處理。這里已blending為例，將兩張帶有透明度的YUY2(YUV)圖片進行疊加，
以達到在RGB空間進行圖像合成的效果。RGB空間進行圖像疊加，通常背景（BG）是不透明的，而前景（FG）是帶有透明度的。在RGB空間，可以簡單表示為：
Rdest = Rfg*alpha + Rbg*(1-alpha);
Gdest = Gfg*alpha + Gbg*(1-alpha);
Bdest = Bfg*alpha + Bbg*(1-alpha);
// Rdest、Gdest、Bdest 為最終合成后的像素值考慮到
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
我們可以推導出(Ydest-16)<<8 = ((Yfg-16)<<8)*alpha + ((Ybg-16)<<8)*(1-alpha);
(Udest-128)<<8 = ((Ufg-128)<<8)*alpha + ((Ubg-128)<<8)*(1-alpha);
(Vdest-128)<<8 = ((Vfg-128)<<8)*alpha + ((Vbg-128)<<8)*(1-alpha);從而可以得到
Ydest = (Yfg-16)*alpha + (Ybg-16)*(1-alpha) + 16;
Udest = (Ufg-128)*alpha + (Ubg-128)*(1-alpha) + 128;
Vdest = (Vfg-128)*alpha + (Vbg-128)*(1-alpha) + 128;這個疊加過程在函數
int YUVBlending(void* pBGYUV, void* pFGYUV, int width, int height, bool alphaBG, bool alphaFG)
中實現。由于本文針對攝像頭采集所得的數據進行處理，因此數據為YUY2格式，即4個字節來表示兩個像素點的YUV信息，
排列為Y1 U1 Y2 V2， 對于像素點1為(Y1, U1, V1)，像素點2為(Y2, U1, V1)。即兩個像素點共用U、V信息。這里假設帶有alpha透明度的YUV格式用6個字節來表示兩個像素點的YUV以及alpha信息，排列為 Y1 U1 Y2 V1 alpha1 alpha2
其中像素點1為(Y1, U1, V1, alpha1)，像素點2為(Y2, U1, V1, alpha2)。其中alpha為對應點的透明度信息。而帶有alpha透明度RGB格式的圖片，假設為32bits的BMP圖片，每個像素點用4bytes來表示，分別為B G R alpha信息。上述函數的具體實現為：

view plaincopy to clipboardprint?
  1. // ??
  2. //?YUV2RGB ??
  3. //?pYUV?????????point?to?the?YUV?data ??
  4. //?pRGB?????????point?to?the?RGB?data ??
  5. //?width????????width?of?the?picture ??
  6. //?height???????height?of?the?picture ??
  7. //?alphaYUV?????is?there?an?alpha?channel?in?YUV ??
  8. //?alphaRGB?????is?there?an?alpha?channel?in?RGB ??
  9. // ??
  10. int?YUV2RGB(void*?pYUV,?void*?pRGB,?int?width,?int?height,?bool?alphaYUV,?bool?alphaRGB)??
  11. {??
  12. ????if?(NULL?==?pYUV)??
  13. ????{??
  14. ????????return?-1;??
  15. ????}??
  16. ????unsigned?char*?pYUVData?=?(unsigned?char?*)pYUV;??
  17. ????unsigned?char*?pRGBData?=?(unsigned?char?*)pRGB;??
  18. ????if?(NULL?==?pRGBData)??
  19. ????{??
  20. ????????if?(alphaRGB)??
  21. ????????{??
  22. ????????????pRGBData?=?new?unsigned?char[width*height*4];??
  23. ????????}??
  24. ????????else??
  25. ????????????pRGBData?=?new?unsigned?char[width*height*3];??
  26. ????}??
  27. ????int?Y1,?U1,?V1,?Y2,?alpha1,?alpha2,?R1,?G1,?B1,?R2,?G2,?B2;??
  28. ????int?C1,?D1,?E1,?C2;??
  29. ????if?(alphaRGB)??
  30. ????{??
  31. ????????if?(alphaYUV)??
  32. ????????{??
  33. ????????????for?(int?i=0;?i<height;?++i)??
  34. ????????????{??
  35. ????????????????for?(int?j=0;?j<width/2;?++j)??
  36. ????????????????{??
  37. ????????????????????Y1?=?*(pYUVData+i*width*3+j*6);??
  38. ????????????????????U1?=?*(pYUVData+i*width*3+j*6+1);??
  39. ????????????????????Y2?=?*(pYUVData+i*width*3+j*6+2);??
  40. ????????????????????V1?=?*(pYUVData+i*width*3+j*6+3);??
  41. ????????????????????alpha1?=?*(pYUVData+i*width*3+j*6+4);??
  42. ????????????????????alpha2?=?*(pYUVData+i*width*3+j*6+5);??
  43. ????????????????????C1?=?Y1-16;??
  44. ????????????????????C2?=?Y2-16;??
  45. ????????????????????D1?=?U1-128;??
  46. ????????????????????E1?=?V1-128;??
  47. ????????????????????R1?=?((298*C1?+?409*E1?+?128)>>8>255???255?:?(298*C1?+?409*E1?+?128)>>8);??
  48. ????????????????????G1?=?((298*C1?-?100*D1?-?208*E1?+?128)>>8>255???255?:?(298*C1?-?100*D1?-?208*E1?+?128)>>8);????
  49. ????????????????????B1?=?((298*C1+516*D1?+128)>>8>255???255?:?(298*C1+516*D1?+128)>>8);????
  50. ????????????????????R2?=?((298*C2?+?409*E1?+?128)>>8>255???255?:?(298*C2?+?409*E1?+?128)>>8);??
  51. ????????????????????G2?=?((298*C2?-?100*D1?-?208*E1?+?128)>>8>255???255?:?(298*C2?-?100*D1?-?208*E1?+?128)>>8);??
  52. ????????????????????B2?=?((298*C2?+?516*D1?+128)>>8>255???255?:?(298*C2?+?516*D1?+128)>>8);????
  53. ????????????????????*(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+2)?=?R1<0???0?:?R1;??
  54. ????????????????????*(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+1)?=?G1<0???0?:?G1;??
  55. ????????????????????*(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8)?=?B1<0???0?:?B1;??
  56. ????????????????????*(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+3)?=?alpha1;??????
  57. ????????????????????*(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+6)?=?R2<0???0?:?R2;??
  58. ????????????????????*(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+5)?=?G2<0???0?:?G2;??
  59. ????????????????????*(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+4)?=?B2<0???0?:?B2;??
  60. ????????????????????*(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+7)?=?alpha2;??????
  61. ????????????????}??
  62. ????????????}?????
  63. ????????}??
  64. ????????else??
  65. ????????{??
  66. ????????????int?alpha?=?255;??
  67. ????????????for?(int?i=0;?i<height;?++i)??
  68. ????????????{??
  69. ????????????????for?(int?j=0;?j<width/2;?++j)??
  70. ????????????????{??
  71. ????????????????????Y1?=?*(pYUVData+i*width*2+j*4);??
  72. ????????????????????U1?=?*(pYUVData+i*width*2+j*4+1);??
  73. ????????????????????Y2?=?*(pYUVData+i*width*2+j*4+2);??
  74. ????????????????????V1?=?*(pYUVData+i*width*2+j*4+3);??
  75. ????????????????????C1?=?Y1-16;??
  76. ????????????????????C2?=?Y2-16;??
  77. ????????????????????D1?=?U1-128;??
  78. ????????????????????E1?=?V1-128;??
  79. ????????????????????R1?=?((298*C1?+?409*E1?+?128)>>8>255???255?:?(298*C1?+?409*E1?+?128)>>8);??
  80. ????????????????????G1?=?((298*C1?-?100*D1?-?208*E1?+?128)>>8>255???255?:?(298*C1?-?100*D1?-?208*E1?+?128)>>8);????
  81. ????????????????????B1?=?((298*C1+516*D1?+128)>>8>255???255?:?(298*C1+516*D1?+128)>>8);????
  82. ????????????????????R2?=?((298*C2?+?409*E1?+?128)>>8>255???255?:?(298*C2?+?409*E1?+?128)>>8);??
  83. ????????????????????G2?=?((298*C2?-?100*D1?-?208*E1?+?128)>>8>255???255?:?(298*C2?-?100*D1?-?208*E1?+?128)>>8);??
  84. ????????????????????B2?=?((298*C2?+?516*D1?+128)>>8>255???255?:?(298*C2?+?516*D1?+128)>>8);????
  85. ????????????????????*(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+2)?=?R1<0???0?:?R1;??
  86. ????????????????????*(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+1)?=?G1<0???0?:?G1;??
  87. ????????????????????*(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8)?=?B1<0???0?:?B1;??
  88. ????????????????????*(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+3)?=?alpha;???
  89. ????????????????????*(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+6)?=?R2<0???0?:?R2;??
  90. ????????????????????*(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+5)?=?G2<0???0?:?G2;??
  91. ????????????????????*(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+4)?=?B2<0???0?:?B2;??
  92. ????????????????????*(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+7)?=?alpha;???
  93. ????????????????}??
  94. ????????????}?????
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  97. ????else??
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  99. ????????if?(alphaYUV)??
  100. ????????{??
  101. ????????????for?(int?i=0;?i<height;?++i)??
  102. ????????????{??
  103. ????????????????for?(int?j=0;?j<width/2;?++j)??
  104. ????????????????{??
  105. ????????????????????Y1?=?*(pYUVData+i*width*3+j*4);??
  106. ????????????????????U1?=?*(pYUVData+i*width*3+j*4+1);??
  107. ????????????????????Y2?=?*(pYUVData+i*width*3+j*4+2);??
  108. ????????????????????V1?=?*(pYUVData+i*width*3+j*4+3);??
  109. ????????????????????C1?=?Y1-16;??
  110. ????????????????????C2?=?Y2-16;??
  111. ????????????????????D1?=?U1-128;??
  112. ????????????????????E1?=?V1-128;??
  113. ????????????????????R1?=?((298*C1?+?409*E1?+?128)>>8>255???255?:?(298*C1?+?409*E1?+?128)>>8);??
  114. ????????????????????G1?=?((298*C1?-?100*D1?-?208*E1?+?128)>>8>255???255?:?(298*C1?-?100*D1?-?208*E1?+?128)>>8);????
  115. ????????????????????B1?=?((298*C1+516*D1?+128)>>8>255???255?:?(298*C1+516*D1?+128)>>8);????
  116. ????????????????????R2?=?((298*C2?+?409*E1?+?128)>>8>255???255?:?(298*C2?+?409*E1?+?128)>>8);??
  117. ????????????????????G2?=?((298*C2?-?100*D1?-?208*E1?+?128)>>8>255???255?:?(298*C2?-?100*D1?-?208*E1?+?128)>>8);??
  118. ????????????????????B2?=?((298*C2?+?516*D1?+128)>>8>255???255?:?(298*C2?+?516*D1?+128)>>8);????
  119. ????????????????????*(pRGBData+(height-i-1)*width*3+j*6+2)?=?R1<0???0?:?R1;??
  120. ????????????????????*(pRGBData+(height-i-1)*width*3+j*6+1)?=?G1<0???0?:?G1;??
  121. ????????????????????*(pRGBData+(height-i-1)*width*3+j*6)?=?B1<0???0?:?B1;??
  122. ????????????????????*(pRGBData+(height-i-1)*width*3+j*6+5)?=?R2<0???0?:?R2;??
  123. ????????????????????*(pRGBData+(height-i-1)*width*3+j*6+4)?=?G2<0???0?:?G2;??
  124. ????????????????????*(pRGBData+(height-i-1)*width*3+j*6+3)?=?B2<0???0?:?B2;??
  125. ????????????????}??
  126. ????????????}??
  127. ????????}??
  128. ????????else??
  129. ????????{??
  130. ????????????for?(int?i=0;?i<height;?++i)??
  131. ????????????{??
  132. ????????????????for?(int?j=0;?j<width/2;?++j)??
  133. ????????????????{??
  134. ????????????????????Y1?=?*(pYUVData+i*width*2+j*4);??
  135. ????????????????????U1?=?*(pYUVData+i*width*2+j*4+1);??
  136. ????????????????????Y2?=?*(pYUVData+i*width*2+j*4+2);??
  137. ????????????????????V1?=?*(pYUVData+i*width*2+j*4+3);??
  138. ????????????????????C1?=?Y1-16;??
  139. ????????????????????C2?=?Y2-16;??
  140. ????????????????????D1?=?U1-128;??
  141. ????????????????????E1?=?V1-128;??
  142. ????????????????????R1?=?((298*C1?+?409*E1?+?128)>>8>255???255?:?(298*C1?+?409*E1?+?128)>>8);??
  143. ????????????????????G1?=?((298*C1?-?100*D1?-?208*E1?+?128)>>8>255???255?:?(298*C1?-?100*D1?-?208*E1?+?128)>>8);????
  144. ????????????????????B1?=?((298*C1+516*D1?+128)>>8>255???255?:?(298*C1+516*D1?+128)>>8);????
  145. ????????????????????R2?=?((298*C2?+?409*E1?+?128)>>8>255???255?:?(298*C2?+?409*E1?+?128)>>8);??
  146. ????????????????????G2?=?((298*C2?-?100*D1?-?208*E1?+?128)>>8>255???255?:?(298*C2?-?100*D1?-?208*E1?+?128)>>8);??
  147. ????????????????????B2?=?((298*C2?+?516*D1?+128)>>8>255???255?:?(298*C2?+?516*D1?+128)>>8);????
  148. ????????????????????*(pRGBData+(height-i-1)*width*3+j*6+2)?=?R1<0???0?:?R1;??
  149. ????????????????????*(pRGBData+(height-i-1)*width*3+j*6+1)?=?G1<0???0?:?G1;??
  150. ????????????????????*(pRGBData+(height-i-1)*width*3+j*6)?=?B1<0???0?:?B1;??
  151. ????????????????????*(pRGBData+(height-i-1)*width*3+j*6+5)?=?R2<0???0?:?R2;??
  152. ????????????????????*(pRGBData+(height-i-1)*width*3+j*6+4)?=?G2<0???0?:?G2;??
  153. ????????????????????*(pRGBData+(height-i-1)*width*3+j*6+3)?=?B2<0???0?:?B2;??
  154. ????????????????}??
  155. ????????????}?????
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  158. ????return?0;??
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  162. //?RGB2YUV ??
  163. //?pRGB?????????point?to?the?RGB?data ??
  164. //?pYUV?????????point?to?the?YUV?data ??
  165. //?width????????width?of?the?picture ??
  166. //?height???????height?of?the?picture ??
  167. //?alphaYUV?????is?there?an?alpha?channel?in?YUV ??
  168. //?alphaRGB?????is?there?an?alpha?channel?in?RGB ??
  169. // ??
  170. int?RGB2YUV(void*?pRGB,?void*?pYUV,?int?width,?int?height,?bool?alphaYUV,?bool?alphaRGB)??
  171. {??
  172. ????if?(NULL?==?pRGB)??
  173. ????{??
  174. ????????return?-1;??
  175. ????}??
  176. ????unsigned?char*?pRGBData?=?(unsigned?char?*)pRGB;??
  177. ????unsigned?char*?pYUVData?=?(unsigned?char?*)pYUV;??
  178. ????if?(NULL?==?pYUVData)??
  179. ????{??
  180. ????????if?(alphaYUV)??
  181. ????????{??
  182. ????????????pYUVData?=?new?unsigned?char[width*height*3];??
  183. ????????}??
  184. ????????else??
  185. ????????????pYUVData?=?new?unsigned?char[width*height*2];??
  186. ????}??
  187. ????int?R1,?G1,?B1,?R2,?G2,?B2,?Y1,?U1,?Y2,?V1;??
  188. ????int?alpha1,?alpha2;??
  189. ????if?(alphaYUV)??
  190. ????{??
  191. ????????if?(alphaRGB)??
  192. ????????{??
  193. ????????????for?(int?i=0;?i<height;?++i)??
  194. ????????????{??
  195. ????????????????for?(int?j=0;?j<width/2;?++j)??
  196. ????????????????{??
  197. ????????????????????B1?=?*(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8);??
  198. ????????????????????G1?=?*(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+1);??
  199. ????????????????????R1?=?*(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+2);??
  200. ????????????????????alpha1?=?*(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+3);??
  201. ????????????????????B2?=?*(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+4);??
  202. ????????????????????G2?=?*(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+5);??
  203. ????????????????????R2?=?*(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+6);??
  204. ????????????????????alpha2?=?*(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+7);??
  205. ????????????????????Y1?=?(((66*R1+129*G1+25*B1+128)>>8)?+?16)?>?255???255?:?(((66*R1+129*G1+25*B1+128)>>8)?+?16);??
  206. ????????????????????U1?=?((((-38*R1-74*G1+112*B1+128)>>8)+((-38*R2-74*G2+112*B2+128)>>8))/2?+?128)>255???255?:?((((-38*R1-74*G1+112*B1+128)>>8)+((-38*R2-74*G2+112*B2+128)>>8))/2?+?128);??
  207. ????????????????????Y2?=?(((66*R2+129*G2+25*B2+128)>>8)?+?16)>255???255?:?((66*R2+129*G2+25*B2+128)>>8)?+?16;??
  208. ????????????????????V1?=?((((112*R1-94*G1-18*B1+128)>>8)?+?((112*R2-94*G2-18*B2+128)>>8))/2?+?128)>255???255?:?((((112*R1-94*G1-18*B1+128)>>8)?+?((112*R2-94*G2-18*B2+128)>>8))/2?+?128);??
  209. ????????????????????*(pYUVData+i*width*3+j*6)?=?Y1;??
  210. ????????????????????*(pYUVData+i*width*3+j*6+1)?=?U1;??
  211. ????????????????????*(pYUVData+i*width*3+j*6+2)?=?Y2;??
  212. ????????????????????*(pYUVData+i*width*3+j*6+3)?=?V1;??
  213. ????????????????????*(pYUVData+i*width*3+j*6+4)?=?alpha1;??
  214. ????????????????????*(pYUVData+i*width*3+j*6+5)?=?alpha2;??
  215. ????????????????}??
  216. ????????????}?????
  217. ????????}??
  218. ????????else??
  219. ????????{??
  220. ????????????unsigned?char?alpha?=?255;??
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