Python 读取 YUV(NV12) 视频文件实例

YUV 格式基础与采样方式

一、YUV 简介

YUV 是一种颜色编码方法，广泛应用于各类视频处理组件中。

Y'UV、YCbCr、YPbPr 等专有名词通常统称为 YUV，它们之间存在一定的重叠关系。

其中，Y 表示明亮度（仅取此通道即可得到灰度图），U 和 V 则分别表示色度和浓度。

主流的采样方式主要有三种：YUV4:4:4、YUV4:2:2 以及 YUV4:2:0。

可以根据采样格式从码流中还原每个像素点的 YUV 值，进而通过 YUV 与 RGB 的转换公式提取出每个像素点的 RGB 值，最终显示出来。

YUV4:2:0 数据在内存中的长度计算公式为 3 / 2 * heigth * width，这恰好是 RGB24（heigth * width * 3）格式视频数据内存的一半。

二、YUV420（NV12、NV21、I420、YV12）

# NV12、NV21 的存储格式为 Y 平面，UV 打包，即：Y 信息存储在一个数组中，UV 信息存储在一个矩阵中。
# 不同点在于 UV 的排列顺序
NV12: YYYYYYYY UVUV  => YUV420SP
NV21: YYYYYYYY VUVU  => YUV420SP

# I420、YV12 三个分量均为平面格式，即：分别存放在三个 Byte 型数组中
I420: YYYYYYYY UU VV => YUV420P
YV12: YYYYYYYY VV UU => YUV420P

假设一个分辨率为 8X4 的 YUV 图像，它们的存储格式如下图所示：

三、读取 YUV(NV12) 视频文件并保存

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

import cv2
import numpy as np


def yuv2bgr(filename, height, width, startfrm):
 """
 :param filename: 待处理 YUV 视频的名字
 :param height: YUV 视频中图像的高
 :param width: YUV 视频中图像的宽
 :param startfrm: 起始帧
 :return: None
 """
 fp = open(filename, 'rb')

 framesize = height * width * 3 // 2 # 一帧图像所含的像素个数
 h_h = height // 2
 h_w = width // 2

 fp.seek(0, 2) # 设置文件指针到文件流的尾部
 ps = fp.tell() # 当前文件指针位置
 numfrm = ps // framesize # 计算输出帧数
 fp.seek(framesize * startfrm, 0)

 for i in range(numfrm - startfrm):
  Yt = np.zeros(shape=(height, width), dtype='uint8', order='C')
  Ut = np.zeros(shape=(h_h, h_w), dtype='uint8', order='C')
  Vt = np.zeros(shape=(h_h, h_w), dtype='uint8', order='C')

  for m in range(height):
   for n in range(width):
    Yt[m, n] = ord(fp.read(1))
  for m in range(h_h):
   for n in range(h_w):
    Ut[m, n] = ord(fp.read(1))
  for m in range(h_h):
   for n in range(h_w):
    Vt[m, n] = ord(fp.read(1))

  img = np.concatenate((Yt.reshape(-1), Ut.reshape(-1), Vt.reshape(-1)))
  img = img.reshape((height * 3 // 2, width)).astype('uint8') # YUV 的存储格式为：NV12（YYYY UV）

  # 由于 opencv 不能直接读取 YUV 格式的文件, 所以要转换一下格式
  bgr_img = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_YUV2BGR_NV12) # 注意 YUV 的存储格式
  cv2.imwrite('yuv2bgr/%d.jpg' % (i + 1), bgr_img)
  print("Extract frame %d " % (i + 1))

 fp.close()
 print("job done!")
 return None


if __name__ == '__main__':
 _ = yuv2bgr(filename='xxx.yuv', height=1080, width=1920, startfrm=0)

以上这篇 Python 读取 YUV(NV12) 视频文件实例就是小编分享给大家的全部内容了，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持本站。