《YUV视频显示系统》由会员分享，可在线阅读，更多相关《YUV视频显示系统（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、xx大学本科生毕业设计（论文）YUV视频显示系统xx大学 xx学院 05电子信息工程 xx2009年5月目录前言第一章 YUV简介第二章 YUV到 RGB 的转化第2.1节 YUV采样格式2.1.1各种YUV格式第2.2节 RGB图像格式2.2.1概述2.2.2各种RGB格式第2.3节 RGB与YUV相互转换2.3.1 RGB转YUV2.3.2 YUV转RGB2.3.3 查表法第三章 视频的显示第3.1节 视频图像的更新控制第3.2节 视频连续显示的实现方式第3.3节 图像缩放3.3.1 概述3.3.2 双线性内插值第3.4节 实现过程3.4.1 打开文件，获取文件信息3.4.2 读取并转换视
2、频帧3.4.3 缩放图像并绘制第3.5节 消息驱动机制3.5.1 消息驱动3.5.2 消息传送3.5.3 消息处理3.5.4 Windows对消息驱动机制的支持第四章 主要程序流程及测试结果.2 2第4.1节 绘图线程主函数流程图2 2第4.2节 测试结果2 3参考文献. 2 4致谢 .2 5附录 2 6附录1 运行界面截图2 6打开后的界面2 6播放界面（根据播放状态，“播放”按钮会变为“暂停”按钮）2 6暂停播放2 6播放结束2 72倍大小播放（播放画面的大小会随窗口大小的改变自动调整）2 7附录22 8缩放2 8画面重绘2 9打开文件3 0YUV视频显示系统苏州大学 应用技术学院 05电
3、子信息工程 钟旭明 05164240062009年5月【摘要】：视频信息处理中常需要用YUV格式的图像序列，为满足实时播放的需求，设计并实现了一种YUV格式图像的播放软件。采用查表法可实现YUV到RGB的快速转换；利用windows提供的多媒体定时器可控制视频播放速度，从而实现YUV格式视频的显示。【关键字】：YUV格式；查表法；视频播放器；视频处理。Abstract: Video information processing is often necessary to use YUV format image sequences, in order to meet the demand fo
4、r real-time player, design and implementation of YUV format images of the player software. Using look-up table method can realize rapid YUV to RGB conversion; provided by the use of windows multimedia timer can control the video playback speed, and thus achieve YUV format video display. Keyword: YUV
5、 format; look-up table method; video player; deal Videos. 前言数字视频处理技术正在高速发展，利用先进的数字技术实时处理视频信号是必然的发展方向。在数字视频处理中，通常利用人眼对色度信号不敏感的特性，将RGB基色信号表示为YUV色差信号，这样可以适当去掉一些色度信号分量，而对图像质量不会产生较大影响，从而减少图像数据量。现有的显示设备大都采用RGB驱动，因此，在显示数字视频时需要将YUV格式转化为RGB格式，这涉及YUV与RGB色彩空间，YUV到RGB格式的转化算法，RGB格式的视频显示及控制等。设计并实现一种YUV格式图像的播放软件，该
6、软件中采用查表法实现YUV到RGB 的快速转换，能满足实时播放的要求；利用多媒体定时器控制视频播放速度，可实现YUV格式视频的正确显示。第一章 YUV简介YUV（亦称YCrCb）是被欧洲电视系统所采用的一种颜色编码方法（属于PAL），是PAL和SECAM模拟彩色电视制式采用的颜色空间。其中的Y,U,V几个字母不是英文单词的组合词，Y代表亮度，UV代表色差，U和V是构成彩色的两个分量。在现代彩色电视系统中，通常采用三管彩色摄影机或彩色CCD摄影机进行取像，然后把取得的彩色图像信号经分色、分别放大校正后得到RGB，再经过矩阵变换电路得到亮度信号Y和两个色差信号RY（即U）、BY（即V），最后发送端
7、将亮度和色差三个信号分别进行编码，用同一信道发送出去。这种色彩的表示方法就是所谓的YUV色彩空间表示。YUV主要用于优化彩色视频信号的传输，使其向后相容老式黑白电视。与RGB视频信号传输相比，它最大的优点在于只需占用极少的频宽（RGB要求三个独立的视频信号同时传输）。其中“Y”表示明亮度（Luminance），也就是灰阶值；而“U”和“V” 表示的则是色度（Chrominance），作用是描述影像色彩及饱和度，用于指定像素的颜色。“亮度”是透过RGB输入信号来建立的，方法是将RGB信号的特定部分叠加到一起。“色度”则定义了颜色的两个方面色调与饱和度，分别用Cr和CB来表示。其中，Cr反映了GB
8、输入信号红色部分与RGB信号亮度值之间的差异。而CB反映的是RGB输入信号蓝色部分与RGB信号亮度值之同的差异。 YUV的优点是它的亮度信号和色度信号相互独立 ， 由它们构成的单色图可以单独编码， 处理，由于在实现压缩，传输和处理上方便，YUV被广泛应用于广播和电视系统； 又因YUV为部分取样 ， 采用YUV色彩空间还可以降低带宽。采用YUV色彩空间的重要性是它的亮度信号Y和色度信号U、V是分离的。如果只有Y信号分量而没有U、V分量，那么这样表示的图像就是黑白灰度图像。彩色电视采用YUV空间正是为了用亮度信号Y解决彩色电视机与黑白电视机的相容问题，使黑白电视机也能接收彩色电视信号。第二章 YU
9、V到 RGB 的转化在DirectShow中，常见的RGB格式有RGB1、RGB4、RGB8、RGB565、RGB555、RGB24、RGB32、ARGB32等；常见的YUV格式有YUY2、YUYV、YVYU、UYVY、AYUV、Y41P、Y411、 Y211、IF09、IYUV、YV12、YVU9、YUV411、YUV420等。由于YUV 格式的复杂性，不可能像对RGB 那样，仅用简单像素格式，掩码来描述详尽的YUV格式。为此，Microsoft 引入了FOURCC( Four Character Code) 序列来表示视频数据流格式，这样各种YUV格式就可以用 4个字符的FOURCC 序列
10、来唯一标识，新的YUV 格式只要在Microsoft 注册，就可以为软件和硬件提供者所接受。第2.1节 YUV采样格式主要的采样格式有YCbCr 4:2:0、YCbCr 4:2:2、YCbCr 4:1:1和 YCbCr 4:4:4。其中YCbCr 4:1:1 比较常用，其含义为：每个点保存一个 8bit 的亮度值(也就是Y值)，每 2x2 点保存一个 Cr 和Cb 值, 图像在肉眼中的感觉不会起太大的变化。所以，原来用 RGB(R，G，B 都是 8bit unsigned) 模型，1个点需要 8x3=24 bits（如下图第一个图），（全采样后，YUV仍各占8bit）。按4:1:1采样后，而现
11、在平均仅需要 8+(8/4)+(8/4)=12bits（4个点，8*4（Y）+8(U)+8(V)=48bits）, 平均每个点占12bits。（1） YUV 4:4:4 YUV三个信道的抽样率相同，因此在生成的图像里，每个象素的三个分量信息完整（每个分量通常8比特），经过8比特量化之后，未经压缩的每个像素占用3个字节。 （2） YUV 4:2:2每个色差信道的抽样率是亮度信道的一半，所以水平方向的色度抽样率只是4:4:4的一半。对非压缩的8比特量化的图像来说，每个由两个水平方向相邻的像素组成的宏像素需要占用4字节内存。（3） YUV 4:1:14:1:1的色度抽样，是在水平方向上对色度进行4:
12、1抽样。对于低端用户和消费类产品这仍然是可以接受的。对非压缩的8比特量化的视频来说，每个由4个水平方向相邻的像素组成的宏像素需要占用6字节内存。（4）YUV4:2:04:2:0并不意味着只有Y，Cb而没有Cr分量。它指得是对每行扫描线来说，只有一种色度分量以2:1的抽样率存储。相邻的扫描行存储不同的色度分量，也就是说，如果一行是4:2:0的话，下一行就是4:0:2，再下一行是4:2:0以此类推。对每个色度分量来说，水平方向和竖直方向的抽样率都是2:1，所以可以说色度的抽样率是4:1。对非压缩的8比特量化的视频来说，每个由2x2个2行2列相邻的像素组成的宏像素需要占用6字节内存。2.1.1各种Y
13、UV格式YUV格式通常有两大类：打包（packed）格式和平面（planar）格式。前者将YUV分量存放在同一个数组中，通常是几个相邻的像素组成一个宏像素（macro-pixel）；而后者使用三个数组分开存放YUV三个分量，就像是一个三维平面一样。表2.3中的YUY2到Y211都是打包格式，而IF09到YVU9都是平面格式。（注意：在介绍各种具体格式时，YUV各分量都会带有下标，如Y0、U0、V0表示第一个像素的YUV分量，Y1、U1、V1表示第二个像素的YUV分量，以此类推。）YUY2（和YUYV）格式为每个像素保留Y分量，而UV分量在水平方向上每两个像素采样一次。一个宏像素为4个字节，实际
14、表示2个像素。（4:2:2的意思为一个宏像素中有4个Y分量、2个U分量和2个V分量。）图像数据中YUV分量排列顺序如下： Y0 U0 Y1 V0 Y2 U2 Y3 V2 YVYU格式跟YUY2类似，只是图像数据中YUV分量的排列顺序有所不同：Y0 V0 Y1 U0 Y2 V2 Y3 U2 UYVY格式跟YUY2类似，只是图像数据中YUV分量的排列顺序有所不同：U0 Y0 V0 Y1 U2 Y2 V2 Y3 AYUV格式带有一个Alpha通道，并且为每个像素都提取YUV分量，图像数据格式如下：A0 Y0 U0 V0 A1 Y1 U1 V1 Y41P（和Y411）格式为每个像素保留Y分量，而UV分量在水平方向上每4个像素采样一次。一个宏像素为12个字节，实际表示8个像素。图像数据中YUV分量排列顺序如下： U0 Y0 V0 Y1 U4 Y2 V4 Y3 Y4 Y5 Y6 Y8 Y211格式在水平方向上Y分量每2个像素采样一次，而UV分量每4个像素采样一次。一个宏像素为4个字节，实际表示4个像素。图像数据中YUV分量排列顺序如下： Y0 U0 Y2 V0 Y4 U4 Y6 V4 YVU9格式为每个像素都提取Y分量，而在UV分量的提取时，首先将图像分成若干个4 x 4的宏块，然后每个宏块提取一个U分量和一个V分量。图像数据存储时，首先是整幅图像的Y分量数组，然后就跟着U分
