NV21、NV12、YV12、RGB565、YUV等颜色编码格式区别和接口设计探讨

news2024/10/7 16:15:56

NV21、NV12、YV12、RGB565、YUV扫盲

NV21、NV12、YV12、RGB565、YUV分别是不同的颜色编码格式，这些颜色编码格式各有特点，适用于不同的应用场景。选择合适的颜色编码格式取决于具体的需求和环境：

  1. NV21：NV21是一种用于Android系统的图像颜色编码格式。它使用YUV 4:2:0的采样方式，即垂直方向上每两个像素采样一次，水平方向上每个像素采样两次。NV21的Y分量是亮度信息，V和U分量是色度信息（分别代表饱和度和色调）。这种格式主要应用于前置摄像头和Android的Camera API。
  2. NV12：NV12是一种用于视频编解码的颜色编码格式，同样采用了YUV 4:2:0的采样方式。NV12的Y分量是亮度信息，V和U分量也是色度信息。不同的是，与NV21不同的是，NV12的Y、V、U三个分量分别采用了不同的采样率，即垂直方向上每两个像素采样一次，水平方向上每隔一个像素采样一次。
  3. YV12：YV12是一种用于视频编解码的颜色编码格式。它同样采用了YUV 4:2:0的采样方式。YV12的Y分量是亮度信息，V和U分量也是色度信息。与NV12不同的是，YV12的V和U分量交换了位置。这种格式主要应用于软件编解码器，如FFmpeg。
  4. RGB565：RGB565是一种颜色编码格式，它有3个通道，分别是红色、绿色和蓝色，由这三个通道的强度值共同决定一个颜色。在RGB565中，每个通道的精度为5位（红色）、6位（绿色）和5位（蓝色）。因此，RGB565能够表示的颜色数量有限。
  5. YUV：YUV是一种将亮度信息和色度信息分开的颜色编码格式。在YUV格式中，Y是亮度分量，而UV是色度分量。UV分量又进一步分为U和V，分别代表饱和度和色调。这种格式主要用于优化彩色视频信号的传输，因为可以对亮度信息进行更高效的压缩。

如何对接上述颜色编码格式

大牛直播SDK在做Android平台RTMP推送、轻量级RTSP服务和GB28181设备接入模块的时候，对接过上述的颜色编码格式，下面分别探讨下不同格式设计的数据接口。

YV12的数据接口

YV12的数据接口，主要是用于第三方的设备对接居多，这个接口的u_stride, v_stride分别是(width+1)/2，如果出来的数据需要旋转，通过rotation_degree来控制旋转角度即可。

    /**
     * YV12数据接口
     *
     * @param data: YV12 data
     *
     * @param width: 图像宽
     *
     * @param height: 图像高
     *
     * @param y_stride:  y面步长
     *
     * @param v_stride: v面步长
     *
     * @param u_stride: u面步长
     *
     * rotation_degree: 顺时针旋转, 必须是0, 90, 180, 270
     *
     * @return {0} if successful
     */
    public native int SmartPublisherOnYV12Data(long handle, byte[] data, int width, int height, int y_stride,  int v_stride, int u_stride, int rotation_degree);

YUV数据接口

支持标准的I420数据接口对接，不再赘述：

  /**
	 * 投递层I420图像
	 *
	 * @param index: 层索引, 必须大于等于0
	 *
	 * @param left: 层叠加的左上角坐标, 对于第0层的话传0
	 *
	 * @param top: 层叠加的左上角坐标, 对于第0层的话传0
	 *
	 * @param y_plane: y平面图像数据
	 *
	 * @param y_offset: 图像偏移, 这个主要目的是用来做clip的,一般传0
	 *
	 * @param y_row_stride: stride information
	 *
	 * @param u_plane: u平面图像数据
	 *
	 * @param u_offset: 图像偏移, 这个主要目的是用来做clip的,一般传0
	 *
	 * @param u_row_stride: stride information
	 *                    *
	 * @param v_plane: v平面图像数据
	 *
	 * @param v_offset: 图像偏移, 这个主要目的是用来做clip的,一般传0
	 *
	 * @param v_row_stride: stride information
	 *
	 * @param width: width, 必须大于1, 且必须是偶数
	 *
	 * @param height: height, 必须大于1, 且必须是偶数
	 *
	 * @param  is_vertical_flip: 是否垂直翻转, 0不翻转, 1翻转
	 *
	 * @param  is_horizontal_flip：是否水平翻转, 0不翻转, 1翻转
	 *
	 * @param  scale_width: 缩放宽，必须是偶数, 0或负数不缩放
	 *
	 * @param  scale_height: 缩放高, 必须是偶数, 0或负数不缩放
	 *
	 * @param  scale_filter_mode: 缩放质量, 传0使用默认速度,可选等级范围是:[1,3],值越大缩放质量越好, 但速度越慢
	 *
	 * @param  rotation_degree: 顺时针旋转, 必须是0, 90, 180, 270, 注意:旋转是在缩放, 垂直/水品反转之后再做, 请留意顺序
	 *
	 * @return {0} if successful
	 */
	public native int PostLayerImageI420ByteBuffer(long handle, int index, int left, int top,
												   ByteBuffer y_plane, int y_offset, int y_row_stride,
												   ByteBuffer u_plane, int u_offset, int u_row_stride,
												   ByteBuffer v_plane, int v_offset, int v_row_stride,
												   int width, int height, int is_vertical_flip,  int is_horizontal_flip,
												   int scale_width,  int scale_height, int scale_filter_mode,
												   int rotation_degree);

NV21转I420并旋转接口

这个接口也是主要用于特定的数据类型对接，NV21的数据，直接转I420后，对接即可，接口参数比较简单，不再赘述。

  /**
	 * NV21转换到I420并旋转
	 *
	 * @param src: nv21 data
	 *
	 * @param dst: 输出I420 data
	 *
	 * @param width: 图像宽
	 *
	 * @param height: 图像高
	 *
	 * rotation_degree: 顺时针旋转, 必须是0, 90, 180, 270
	 *
	 * @return {0} if successful
	 */
	public native int SmartPublisherNV21ToI420Rotate(long handle, byte[] src, int src_y_stride, int src_uv_stride, byte[] dst,
													 int dst_y_stride, int dst_u_stride, int dst_v_stride,
													 int width, int height,
													 int rotation_degree);

支持RGBA数据接入

RGBA的主要用于屏幕共享场景下。

   /**
    * Set live video data(no encoded data).
    *
    * @param data: RGBA data
    * 
    * @param rowStride: stride information
    * 
    * @param width: width
    * 
    * @param height: height
    *
    * @return {0} if successful
    */
    public native int SmartPublisherOnCaptureVideoRGBAData(long handle,  ByteBuffer data, int rowStride, int width, int height);

    /**
     * 投递裁剪过的RGBA数据
     *
     * @param data: RGBA data
     *
     * @param rowStride: stride information
     *
     * @param width: width
     *
     * @param height: height
     *
     * @param clipedLeft: 左;  clipedTop: 上; clipedwidth: 裁剪后的宽; clipedHeight: 裁剪后的高; 确保传下去裁剪后的宽、高均为偶数
     *
     * @return {0} if successful
     */
    public native int SmartPublisherOnCaptureVideoClipedRGBAData(long handle,  ByteBuffer data, int rowStride, int width, int height, int clipedLeft, int clipedTop, int clipedWidth, int clipedHeight);

    /**
     * Set live video data(no encoded data).
     *
     * @param data: ABGR flip vertical(垂直翻转) data
     *
     * @param rowStride: stride information
     *
     * @param width: width
     *
     * @param height: height
     *
     * @return {0} if successful
     */
    public native int SmartPublisherOnCaptureVideoABGRFlipVerticalData(long handle,  ByteBuffer data, int rowStride, int width, int height);

支持RGB565数据接入（主要用于同屏场景）

RGB565数据类型也主要用于屏幕采集这块。

    /**
     * Set live video data(no encoded data).
     *
     * @param data: RGB565 data
     *
     * @param row_stride: stride information
     *
     * @param width: width
     *
     * @param height: height
     *
     * @return {0} if successful
     */
    public native int SmartPublisherOnCaptureVideoRGB565Data(long handle,ByteBuffer data, int row_stride, int width, int height);

NV12、NV21格式

  /**
	 * 投递层NV21图像
	 *
	 * @param index: 层索引, 必须大于等于0
	 *
	 * @param left: 层叠加的左上角坐标, 对于第0层的话传0
	 *
	 * @param top: 层叠加的左上角坐标, 对于第0层的话传0
	 *
	 * @param y_plane: y平面图像数据
	 *
	 * @param y_offset: 图像偏移, 这个主要目的是用来做clip的,一般传0
	 *
	 * @param y_row_stride: stride information
	 *
	 * @param uv_plane: uv平面图像数据
	 *
	 * @param uv_offset: 图像偏移, 这个主要目的是用来做clip的,一般传0
	 *
	 * @param uv_row_stride: stride information
	 *
	 * @param width: width, 必须大于1, 且必须是偶数
	 *
	 * @param height: height, 必须大于1, 且必须是偶数
	 *
	 * @param  is_vertical_flip: 是否垂直翻转, 0不翻转, 1翻转
	 *
	 * @param  is_horizontal_flip：是否水平翻转, 0不翻转, 1翻转
	 *
	 * @param  scale_width: 缩放宽，必须是偶数, 0或负数不缩放
	 *
	 * @param  scale_height: 缩放高, 必须是偶数, 0或负数不缩放
	 *
	 * @param  scale_filter_mode: 缩放质量, 传0使用默认速度,可选等级范围是:[1,3],值越大缩放质量越好, 但速度越慢
	 *
	 * @param  rotation_degree: 顺时针旋转, 必须是0, 90, 180, 270, 注意:旋转是在缩放, 垂直/水品反转之后再做, 请留意顺序
	 *
	 * @return {0} if successful
	 */
	public native int PostLayerImageNV21ByteBuffer(long handle, int index, int left, int top,
													   ByteBuffer y_plane, int y_offset, int y_row_stride,
												       ByteBuffer uv_plane, int uv_offset, int uv_row_stride,
												       int width, int height, int is_vertical_flip,  int is_horizontal_flip,
													   int scale_width,  int scale_height, int scale_filter_mode,
													   int rotation_degree);


	/**
	 * 投递层NV21图像, 详细说明请参考PostLayerImageNV21ByteBuffer
	 *
	 * @return {0} if successful
	 */
	public native int PostLayerImageNV21ByteArray(long handle, int index, int left, int top,
												   byte[] y_plane, int y_offset, int y_row_stride,
												   byte[] uv_plane, int uv_offset, int uv_row_stride,
												   int width, int height, int is_vertical_flip,  int is_horizontal_flip,
												   int scale_width,  int scale_height, int scale_filter_mode,
												   int rotation_degree);


	/**
	 * 投递层NV12图像, 详细说明请参考PostLayerImageNV21ByteBuffer
	 *
	 * @return {0} if successful
	 */
	public native int PostLayerImageNV12ByteBuffer(long handle, int index, int left, int top,
												   ByteBuffer y_plane, int y_offset, int y_row_stride,
												   ByteBuffer uv_plane, int uv_offset, int uv_row_stride,
												   int width, int height, int is_vertical_flip,  int is_horizontal_flip,
												   int scale_width,  int scale_height, int scale_filter_mode,
												   int rotation_degree);


	/**
	 * 投递层NV12图像, 详细说明请参考PostLayerImageNV21ByteBuffer
	 *
	 * @return {0} if successful
	 */
	public native int PostLayerImageNV12ByteArray(long handle, int index, int left, int top,
												  byte[] y_plane, int y_offset, int y_row_stride,
												  byte[] uv_plane, int uv_offset, int uv_row_stride,
												  int width, int height, int is_vertical_flip,  int is_horizontal_flip,
												  int scale_width,  int scale_height, int scale_filter_mode,
												  int rotation_degree);

RGBA8888、RGBX8888接口

  /**
	 * 投递层RGBA8888图像,如果不需要Aplpha通道的话, 请使用RGBX8888接口, 效率高
	 *
	 * @param index: 层索引, 必须大于等于0, 注意:如果index是0的话，将忽略Alpha通道
	 *
	 * @param left: 层叠加的左上角坐标, 对于第0层的话传0
	 *
	 * @param top: 层叠加的左上角坐标, 对于第0层的话传0
	 *
	 * @param rgba_plane: rgba 图像数据
	 *
	 * @param offset: 图像偏移, 这个主要目的是用来做clip的, 一般传0
	 *
	 * @param row_stride: stride information
	 *
	 * @param width: width, 必须大于1, 如果是奇数, 将减1
	 *
	 * @param height: height, 必须大于1, 如果是奇数, 将减1
	 *
	 * @param  is_vertical_flip: 是否垂直翻转, 0不翻转, 1翻转
	 *
	 * @param  is_horizontal_flip：是否水平翻转, 0不翻转, 1翻转
	 *
	 * @param  scale_width: 缩放宽，必须是偶数, 0或负数不缩放
	 *
	 * @param  scale_height: 缩放高, 必须是偶数, 0或负数不缩放
	 *
	 * @param  scale_filter_mode: 缩放质量, 传0使用默认速度,可选等级范围是:[1,3],值越大缩放质量越好, 但速度越慢
	 *
	 * @param  rotation_degree: 顺时针旋转, 必须是0, 90, 180, 270, 注意:旋转是在缩放, 垂直/水品反转之后再做, 请留意顺序
	 *
	 * @return {0} if successful
	 */
	public native int PostLayerImageRGBA8888ByteBuffer(long handle, int index, int left, int top,
											 ByteBuffer rgba_plane, int offset, int row_stride, int width, int height,
											 int is_vertical_flip,  int is_horizontal_flip,
											 int scale_width,  int scale_height, int scale_filter_mode,
											 int rotation_degree);


	/**
	 * 投递层RGBA8888图像, 详细说明请参考PostLayerImageRGBA8888ByteBuffer
	 *
	 * @return {0} if successful
	 */
	public native int PostLayerImageRGBA8888ByteArray(long handle, int index, int left, int top,
													  byte[] rgba_plane, int offset, int row_stride, int width, int height,
													  int is_vertical_flip,  int is_horizontal_flip,
													  int scale_width,  int scale_height, int scale_filter_mode,
													  int rotation_degree);


	/**
	 * 投递层RGBA8888图像, 详细说明请参考PostLayerImageRGBA8888ByteBuffer
	 *
	 * @return {0} if successful
	 */
	public native int PostLayerImageRGBA8888Native(long handle, int index, int left, int top,
												   long rgba_plane, int offset, int row_stride, int width, int height,
												   int is_vertical_flip,  int is_horizontal_flip,
												   int scale_width,  int scale_height, int scale_filter_mode,
												   int rotation_degree);


	/**
	 * 投递层RGBX8888图像
	 *
	 * @param index: 层索引, 必须大于等于0
	 *
	 * @param left: 层叠加的左上角坐标, 对于第0层的话传0
	 *
	 * @param top: 层叠加的左上角坐标, 对于第0层的话传0
	 *
	 * @param rgbx_plane: rgbx 图像数据
	 *
	 * @param offset: 图像偏移, 这个主要目的是用来做clip的,一般传0
	 *
	 * @param row_stride: stride information
	 *
	 * @param width: width, 必须大于1, 如果是奇数, 将减1
	 *
	 * @param height: height, 必须大于1, 如果是奇数, 将减1
	 *
	 * @param  is_vertical_flip: 是否垂直翻转, 0不翻转, 1翻转
	 *
	 * @param  is_horizontal_flip：是否水平翻转, 0不翻转, 1翻转
	 *
	 * @param  scale_width: 缩放宽，必须是偶数, 0或负数不缩放
	 *
	 * @param  scale_height: 缩放高, 必须是偶数, 0或负数不缩放
	 *
	 * @param  scale_filter_mode: 缩放质量, 传0使用默认速度,可选等级范围是:[1,3],值越大缩放质量越好, 但速度越慢
	 *
	 * @param  rotation_degree: 顺时针旋转, 必须是0, 90, 180, 270, 注意:旋转是在缩放, 垂直/水品反转之后再做, 请留意顺序
	 *
	 * @return {0} if successful
	 */
	public native int PostLayerImageRGBX8888ByteBuffer(long handle, int index, int left, int top,
													   ByteBuffer rgbx_plane, int offset, int row_stride, int width, int height,
													   int is_vertical_flip,  int is_horizontal_flip,
													   int scale_width,  int scale_height, int scale_filter_mode,
													   int rotation_degree);


	/**
	 * 投递层RGBX8888图像, 详细说明请参考PostLayerImageRGBX8888ByteBuffer
	 *
	 * @return {0} if successful
	 */
	public native int PostLayerImageRGBX8888ByteArray(long handle, int index, int left, int top,
													  byte[] rgbx_plane, int offset, int row_stride, int width, int height,
													  int is_vertical_flip,  int is_horizontal_flip,
													  int scale_width,  int scale_height, int scale_filter_mode,
													  int rotation_degree);


	/**
	 * 投递层RGBX8888图像, 详细说明请参考PostLayerImageRGBX8888ByteBuffer
	 *
	 * @return {0} if successful
	 */
	public native int PostLayerImageRGBX8888Native(long handle, int index, int left, int top,
												   long rgbx_plane, int offset, int row_stride, int width, int height,
												   int is_vertical_flip,  int is_horizontal_flip,
												   int scale_width,  int scale_height, int scale_filter_mode,
												   int rotation_degree);


	/**
	 * 投递层RGB888图像
	 *
	 * @param index: 层索引, 必须大于等于0
	 *
	 * @param left: 层叠加的左上角坐标, 对于第0层的话传0
	 *
	 * @param top: 层叠加的左上角坐标, 对于第0层的话传0
	 *
	 * @param rgb_plane: rgb888 图像数据
	 *
	 * @param offset: 图像偏移, 这个主要目的是用来做clip的,一般传0
	 *
	 * @param row_stride: stride information
	 *
	 * @param width: width, 必须大于1, 如果是奇数, 将减1
	 *
	 * @param height: height, 必须大于1, 如果是奇数, 将减1
	 *
	 * @param  is_vertical_flip: 是否垂直翻转, 0不翻转, 1翻转
	 *
	 * @param  is_horizontal_flip：是否水平翻转, 0不翻转, 1翻转
	 *
	 * @param  scale_width: 缩放宽，必须是偶数, 0或负数不缩放
	 *
	 * @param  scale_height: 缩放高, 必须是偶数, 0或负数不缩放
	 *
	 * @param  scale_filter_mode: 缩放质量, 传0使用默认速度,可选等级范围是:[1,3],值越大缩放质量越好, 但速度越慢
	 *
	 * @param  rotation_degree: 顺时针旋转, 必须是0, 90, 180, 270, 注意:旋转是在缩放, 垂直/水品反转之后再做, 请留意顺序
	 *
	 * @return {0} if successful
	 */
	public native int PostLayerImageRGB888Native(long handle, int index, int left, int top,
													   long rgb_plane, int offset, int row_stride, int width, int height,
													   int is_vertical_flip,  int is_horizontal_flip,
													   int scale_width,  int scale_height, int scale_filter_mode,
													   int rotation_degree);

技术总结

上面大概介绍了颜色编码格式常用的类型区别和接口设计，基本上涵盖了可能用到的所有类型，如果是编码后的H.264、H.265数据，我们也做了相关的设计，不管是自带的数据类型还是第三方外部数据对接（如Unity采集的数据），都可以很容易对接进来。

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系列文章目录 线上问诊：业务数据采集 线上问诊：数仓数据同步 线上问诊：数仓开发(一) 文章目录 系列文章目录前言一、Hive on yarn二、数仓开发1.ODS开发2.DIM开发3.DWD开发 总结 前言 上次我们已经将MYSQL的数据传送到了HDFS，但…
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【跟小嘉学 Rust 编程】二十三、Cargo 使用指南

【跟小嘉学 Rust 编程】二十三、Cargo 使用指南

系列文章目录 【跟小嘉学 Rust 编程】一、Rust 编程基础 【跟小嘉学 Rust 编程】二、Rust 包管理工具使用 【跟小嘉学 Rust 编程】三、Rust 的基本程序概念 【跟小嘉学 Rust 编程】四、理解 Rust 的所有权概念 【跟小嘉学 Rust 编程】五、使用结构体关联结构化数据 【跟小嘉学…
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四款简洁好看 自适应的APP下载单页源码

四款简洁好看 自适应的APP下载单页源码

分享四款简洁好看 自适应的APP下载单页源码，采用了底部自动获取ICP备案号，还有蓝奏云文件直链解析。不光可以做APP下载引导页，也可以随便改下按钮做网站引导页，自由发挥即可！ 蓝奏云直链解析的好处：APP放在…
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交换机之间用管理vlan互联，并用ACL进行管控的实例

交换机之间用管理vlan互联，并用ACL进行管控的实例

交换机之间用管理vlan互联，用网管机可以对其进行运维， 拓朴描述： 网关起在S2上，管理vlan999，IP：1.1.1.1/30，lookback 0 地址用2.2.2.2/32当做外网接口IP S1上：管理vlan999&#x…
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多线程与高并发——并发编程（3）

多线程与高并发——并发编程（3）

文章目录 三、锁1 锁的分类1.1 可重入锁、不可重入锁1.2 乐观锁、悲观锁1.3 公平锁、非公平锁1.4 互斥锁、共享锁2 深入synchronized2.1 类锁、对象锁2.2 synchronized的优化2.3 synchronized实现原理2.4 synchronized的锁升级2.5 重量级锁底层 ObjectMonitor3 深入ReentrantLo…
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家政保洁行业小程序如何快速搭建

家政保洁行业小程序如何快速搭建

随着互联网的快速发展，家政保洁行业也逐渐向数字化转型。小程序作为一种轻量级应用，越来越成为各行各业进行线上推广的重要工具。那么，如何快速搭建家政保洁行业的小程序呢？本文将为你提供详细的步骤和指导。 一、准备开发环境 在…
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合宙Air724UG LuatOS-Air LVGL API控件--容器 (Container)

合宙Air724UG LuatOS-Air LVGL API控件--容器 (Container)

容器 (Container) 容器是 lvgl 相当重要的一个控件了，可以设置布局，容器的大小也会自动进行调整，利用容器可以创建出自适应成都很高的界面布局。 代码示例 – 创建容器 cont lvgl.cont_create(lvgl.scr_act(), nil) lvgl.obj_set_auto_re…
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第 3 章 栈和队列（用递归函数求解迷宫问题(求出所有解)）

第 3 章 栈和队列（用递归函数求解迷宫问题(求出所有解)）

1. 背景说明： 若迷宫 maze 中存在从入口 start 到出口 end 的通道，则求出所有合理解并求出最优解 迷宫示意图： 输入文本： 10 10181 3 1 7 2 3 2 7 3 5 3 6 4 2 4 3 4 4 5 4 6 2 6 6 7 2 7 3 7 4 7 6 7 7 8 11 18 8 2. 示例代码…
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Ae 效果：CC Threads

Ae 效果：CC Threads

生成/CC Threads Generate/CC Threads CC Threads（CC 编织条）效果基于当前图层像素生成编织条图案和纹理。可以用在各种设计中，如背景设计、图形设计、文字设计等。 ◆ ◆ ◆ 效果属性说明 Width 宽度 设置编织的宽度。 默认值为 50。值越大…
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