目录
一、通用属性
1. Packed/Unpacked
2. 压缩/非压缩
二、RAW
1. Bayer格式
2. 分类
3. MIPI RAW
三、RGB
分类
四、YUV
1. YUV与RGB转换
2. 分类
3. 内存计算
五、压缩格式
有的人,错过了,一生再也找寻不到。
本文详细分析各种图像格式(RAW、RGB、YUV)的分类、内存分布。一篇文章让你看懂。
一、通用属性
1. Packed/Unpacked
一个像素点占n个bit,如果n不是8的倍数,那么就有Packed、Unpacked的概念。试想某格式一个像素10bit(比如Raw10),如果Unpacked,那么实际一个像素要占2Byte=16bit,其中前10bit才有图像数据,后6bit占位(一般是0)。如果是Packed,那么就没有占位。
2. 压缩/非压缩
为方便大尺寸图像存储、传输,常用压缩的方法进行。
对于isp而言,常见压缩算法有FLC(Fixed Length Compression)、AFBC(Arm Frame Buffer Compression),JPEG等。
下文所讲内存分布均指非压缩格式,因为压缩后的内存分布由算法决定。
二、RAW
RAW的含义是“未经处理加工”。
RAW图像是CCD/CMOS等sensor直接采集到的图像,是光信号转化为电信号时的电平高低的原始记录。
1. Bayer格式
RAW一般采用Bayer格式(单个像素为R/G/B光强信息)进行排列,由于人眼对绿色更加敏感,因此增加对绿光的采样。主要有四种排序:
- RGGB
- BGGR
- GRBG
- GBRG
举例一个像素是8*8的sensor,BGGR格式的RAW图像:
要么你可能会问,一个像素只有一种颜色R/G/B,那我们看到的图像比如第一个像素不一定是只有B。因为后面会插值计算出每个pixel的其他分量!以降低功耗。
2. 分类
- RAW8:1 pixel 8 bits
- RAW10Unpacked:1 pixel 2 Bytes(16bits,有6bit没用)
- RAW10Packed:1 pixel 10 bits
- RAW12Unpacked/RAW12Packed
- RAW14Unpacked/RAW14Packed
- RAW16
- ......
RAW格式很大,往往需要压缩处理存入DDR。
3. MIPI RAW
MIPI RAW要按照MIPI RAW的存储规则来存储。举例来说,对于MIPI RAW10,5个Byte(40bits)就可以存4个像素的数据(4*10bits)。
三、RGB
每个像素由三原色R/G/B组成,注意和RAW的区别,RAW每个像素只有一个三原色。
分类
- RGB565:1 pixel 16 bits(R 5bits、G 6bits、B 5bits)
- RGB555:1 pixel 16 bits(有1bit不用)
- RGB24:1 pixel 24 bits(RGB各8bits)
- RGB32:1 pixel 32 bits(RGB各8bits,有8bits不用)
- ARGB32:1 pixel 32 bits(RGB各8bits,还有Alpha透明度8bits)
四、YUV
YUV是用一个亮度分量Y和两个色度分量U,V来描述一个颜色。只有Y的话就是灰度图像。
1. YUV与RGB转换
YUV转RGB
R = Y + 1.13983 * V
G = Y - 0.39465 * U - 0.58060 * V
B = Y + 2.03211 * U
RGB转YUV
Y = 0.299 * R + 0.587 * G + 0.114 * B
U = -0.14713 * R - 0.28886 * G + 0.436 * B
V = 0.615 * R - 0.51499 * G - 0.10001 * B
2. 分类
由于人眼对Y的敏感度远超对U、V的敏感度,所以有时可用多个Y共用一组U、V,既节省了空间又保证了质量。
常用格式分类:
- YUV420,4个Y共用一套UV,数据个数1.5*w*h
- YUV422,2个Y共用一套UV,数据个数2*w*h
- YUV444,不共用,1个Y一套UV,数据个数3*w*h
如果一个像素是8bit,那么存储占用对于YUV420就是1.5*w*h*8 bits=1.5*w*h Bytes 。
YUV的内存分布按Y、U、V三个分量的排列顺序,可分为
- Planar,三个分量分开存放
- Semi-Planar,Y分量单独存放,UV分量交错一起存放
- Packed/Interleaved,三个分量交错一起存放
注意:这里的Packed和图像的Packed是两个概念!这里的Packed指的是所有像素分量交错;图像的Packed是一个像素点n bits无空位排列。
I420(也叫YU12,属于YUV420 Planar)
总数据个数w*h+0.25*w*h+0.25*w*h=1.5*w*h
YYYY
YYYY
UU
VV
当然,对于计算机内存来说,只是从某个addr开始一直存储,先存Y再存U再存V
YV12(属于YUV420 Planar)
总数据个数w*h+0.25*w*h+0.25*w*h=1.5*w*h
YYYY
YYYY
VV
UU
NV12(属于YUV420 Semi-Planar)
总数据个数w*h+0.5*w*h=1.5*w*h
YYYY
YYYY
UVUV
NV21(属于YUV420 Semi-Planar)
总数据个数w*h+0.5*w*h=1.5*w*h
YYYY
YYYY
VUVU
I422(属于YUV422 Planar)
总数据个数w*h+0.5*w*h+0.5*w*h=2*w*h
YYYY
YYYY
UUUU
VVVV
YV16(属于YUV422 Planar)
总数据个数w*h+0.5*w*h+0.5*w*h=2*w*h
YYYY
YYYY
VVVV
UUUU
NV16(属于YUV422 Semi-Planar)
总数据个数w*h+0.5*w*h+0.5*w*h=2*w*h
YYYY
YYYY
UVUV
UVUV
NV61(属于YUV422 Semi-Planar)
总数据个数w*h+0.5*w*h+0.5*w*h=2*w*h
YYYY
YYYY
VUVU
VUVU
YUVY(属于YUV422 Interleaved)
总数据个数w*h+0.5*w*h+0.5*w*h=2*w*h
YUVY YUVY
YUVY YUVY
VYUY(属于YUV422 Interleaved)
总数据个数w*h+0.5*w*h+0.5*w*h=2*w*h
VYUY VYUY
VYUY VYUY
UYVY(属于YUV422 Interleaved)
总数据个数w*h+0.5*w*h+0.5*w*h=2*w*h
UYVY UYVY
UYVY UYVY
I444(属于YUV444 Planar)
总数据个数w*h*3
YYYY
YYYY
UUUU
UUUU
VVVV
VVVV
YV24(属于YUV444 Planar)
总数据个数w*h*3
YYYY
YYYY
VVVV
VVVV
UUUU
UUUU
NV24(属于YUV444 Semi-Planar)
总数据个数w*h*3
YYYY
YYYY
UVUVUVUV
UVUVUVUV
NV42(属于YUV444 Semi-Planar)
总数据个数w*h*3
YYYY
YYYY
VUVUVUVU
VUVUVUVU
YUV 444 Packed
总数据个数w*h*3
YUV YUV
YUV YUV
3. 内存计算
有了上面的基础,内存计算就超级简单。比如:
YUV420SP8,内存占用即为1.5*w*h Bytes
YUV420SP10 Unpacked,内存占用即为1.5*w*h*2 Bytes,因为Unpacked时10bit要占2Bytes,有6bits的空位。
YUV420SP10 Packed,内存占用即为1.5*w*h*10/8 Bytes。没用空位。
1920*1080的NV12 8bit图像,占内存为1.5*1920*1080 = 3,110,400 Bytes ≈ 3MB,这就是3MB图像的由来,内存占用还是挺大的。
五、压缩格式
JPEG,PNG,GIF,BMP,TIFF,TGA等等。文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-734632.html
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