Camera开发-相机输出常用数据格式

作者简介： 一个平凡而乐于分享的小比特，中南民族大学通信工程专业研究生在读，研究方向无线联邦学习

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Camera开发-相机输出常用数据格式

视觉相机常见的数据输出格式有: RGB格式、YUV格式、Rawdata格式。

1. RGB 格式

采用这种编码方法,每种颜色都可用三个变量来表示红色、绿色以及蓝色的强度。每一个像素有三原色 R 红色、G 绿色、B 蓝色组成。

1.1 RGB文件存储格式

RGB555

每个像素用16比特位表示，占2个字节，RGB分量都使用5位(最高位不用)

RGB1555

RGBA（ARGB）中的一种，一位用于表示透明度。0完全透明，1完全不透明

RGB565

每个像素用16比特位表示，占2个字节，RGB分量分别使用5位、6位、5位。

RGB24/RGB888

RGB24图像每个像素用24比特位表示，占3个字节，在内存中RGB各分量的排列顺序为：BGR BGR …

RGB32/RGBA8888

RGB32图像每个像素用32比特位表示，占4个字节，R，G，B分量分别用8个bit表示，存储顺序为B，G，R，最后8个字节保留。在内存中RGB各分量的排列顺序为：BGRA BGRA BGRA …

RGB222

RGB222是一种8位的RGB格式，各分量占用2bit位，剩下的2bit位不用

1.2 典型应用场景

常用的 RGB 格式包括颜色通道的信息位数、每种颜色可以表示的颜色数量和典型应用场景等。

注意，这里列出的应用场景只是典型的用途，实际应用还要根据具体情况进行选择。

2. YUV 格式

其中“Y”表示明亮度(Luminance 或 Luma),就是灰阶值;而“U”和“V”表示色度(Chrominance 或 Chroma),是描述影像色彩及饱和度,用于指定像素的颜色。

2.1 YUV的存储格式

YUV在存储格式上通常分为：平面格式(Planar)，半平面格式(Semi-Planar)，打包格式(Packed)。

平面格式(Planar)：即Y、U、V是分开存储的，每个分量占一块地方，即YYY… UUU… VVV…

半平面格式(Semi-Planar)：即Y单独占一块地方，但其后U、V又紧挨着排在一起，即YYYYYY… UVUVUV…

打包格式(Packed)：即YUV是按像素点存储的，即YUYVYUYV…这样顺序存储。

2.2 采样方式

采样是将4个像素作为一组进行的，原因在于：图像每行所占字节数必须是4的倍数，才能保证无误的转换。

YUV 主流的采样方式有三种，YUV4:4:4，YUV4:2:2，YUV4:2:0。

下面三个图比较直观的显示了三种采样方式，其中黑点表示采样像素点的Y分量，空心圆表示采样像素点的UV分量。

YUV444，YUV 4:4:4采样，每一个Y对应一组UV分量8+8+8 = 24bits,3个字节

YUV422，YUV 4:2:2采样，每两个Y共用一组UV分量,一个YUV占8+4+4 = 16bits 2个字节

YUV420，YUV 4:2:0采样，每四个Y共用一组UV分量一个YUV占8+2+2 = 12bits 1.5个字节

2.3 YUV420，YUV420P和YUV420SP

YUV420，YUV 4:2:0采样，每四个Y共用一组UV分量一个YUV占8+2+2 = 12bits 1.5个字节。

YUV420(Packed)，又叫YUYV420，存储：YUV交错存储，按像素点存储。如YUVYUVYUV…

YUV420(planar)，根据U、V的顺序，又有2种，U前V后即YUV420P又叫I420或YU12，V前U后，叫YV12(12表示一个像素 12 bits)。存储：YUV分开存储，如YYY… UUU… VVV…

YUV420(Semi-Planar)，根据U、V的顺序，又有2种，U前V后叫NV12，也叫YUV420SP；V前U后叫NV21。存储：Y与UV分开存储，如YYYYYY… UVUVUV…

2.4 YUV422，YUV422P和YUV422SP

YUV422，即YUV 4:2:2采样，每两个Y共用一组UV分量,一个YUV占8+4+4 = 16bits 2个字节。

YUV422(Packed)，又叫YUYV422， 存储：YUV交错存储，按像素点存储。如YUYVYUYVYUYV…

YUV422(planar)，根据U、V的顺序，又有2种，U前V后即YUV422P又叫I422或YU16，V前U后，叫YV16(16表示一个像素 16 bits)。存储：YUV分开存储，如YYY… UUU… VVV…

YUV422(Semi-Planar)，根据U、V的顺序，又有2种，U前V后叫NV16，也叫YUV422SP；V前U后叫NV61。 存储：YUV分开存储，如YYYYYY… UVUVUV…

3. RAW DATA 格式

3.1 RAW

RAW 图像是指图像传感器数字图像，这种图像未经过任何处理，未压缩和未降噪，保留了其原始数据，以便后续的数字后期制作和处理。

3.2 采集过程

环境光/补光灯照在物理表面形成反射 –> 镜头汇聚光线 –> 图像传感器彩色滤镜阵列(CFA)将单色光照在光电二极管 –> 光电转换 –> ADC采集，其他模块转换排列为 设置的 bayer格式的RAW。

RAW 一般是使用 bayer 格式进行排列，每个像素实际只包含单种特定颜色 的光的强度(比如单个像素只能为R/G/B亮度信息)。

3.3 Bayer格式

由于人眼对于绿色更加敏感，所以加重了其在感光点的权重，Bayer格式中的G分量都是B、R分量的两倍。

bayer 序格式按照排列组合，一共分为4种：

4. 总结