一种从RGB色彩空间到YUV色彩空间的图像转换方法

摘要

本发明公开了一种从RGB色彩空间到YUV色彩空间的图像转换方法，将格式控制部分封装为一个独立模块，在图像转换时，将源RGB格式、目标YUV格式和图像分辨率三个参数传入格式控制模块，格式控制模块处理后传出格式控制结构，再由图像转换模块调用该格式控制结构完成剩余的数值计算，源RGB格式、目标YUV格式和图像分辨率相同的图像转换将使用同一控制结构。采用了本发明的技术方案，能够在视频图像转换时，节省大量计算，提高处理速度。

说明书

技术领域

本发明涉及图像转换技术领域，尤其涉及一种从RGB色彩空间到YUV色彩空间的图像转换方法。

背景技术

RGB是计算机中最常见的的色彩空间，它通过红、绿、蓝3基色的相加来产生其他的颜色。RGB24使用24比特位表示一个像素点的色彩，其中红色、绿色、蓝色各占8位，可以得到256*256*256种颜色。

YUV是另一种色彩空间，被欧洲电视系统采用。其中Y指颜色的明视度，即亮度，U和V指色调。YUV易于实现压缩，方便传输和处理，还可以减少和消除色彩变换处理，极大的加快图像的显示速度。

YUV格式中的Y值、U值、V值可以使用RGB24格式中对应像素点的R、G、B值通过公式计算得出。它有多种格式如：YUV444、YUV411或者YUV420等。

实际应用中常需要将RGB24格式的图片转换为不同类型的YUV格式。不同的YUV格式具有不同的取样方式、不同的储存方式。常见的取样格式有YUV444、YUV411或者YUV420。4:4:4 表示完全取样；4:1:1 表示 4:1 的水平取样，没有垂直下采样；4:2:0 表示 2:1 的水平取样，2:1 的垂直下采样。储存方式分为紧缩格式和平面格式。紧缩格式将Y、U、V值储存成Macro Pixels阵列，和RGB的存放方式类似。平面格式将Y、U、V三个分量分别存放在不同的矩阵中。

目前，从RGB色彩空间到YUV色彩空间的图像转换方法首先是取出RGB24格式中的像素点，得到其R、G、B值。然后通过转换公式计算出Y值，根据目标YUV格式，找到该值的储存位置，放入Y值。再判断是否要取样U值和V值，若需要，则使用先前获得的R、G、B值通过公式计算出U值，V值，并放入目标YUV格式规定的位置。完成后再取RGB24格式中的下一像素点，进行如上所述计算，直到所有的像素点均处理完成。

由于YUV格式多变，有多种不同的取样方式和存储格式，且与Y值、U值、V值的计算关系不大。上述方法中，数值计算与格式控制混杂在一起，对于不同YUV格式的转换，上述方法无法复用它们相同的数值计算部分，对于大量图像相同YUV格式的转换，重复判断取样点，计算存储位置，影响处理速度。

发明内容

本发明的目的在于提出一种从RGB色彩空间到YUV色彩空间的图像转换方法，能够在视频图像转换时，节省大量计算，提高处理速度。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种从RGB色彩空间到YUV色彩空间的图像转换方法，包括以下步骤：

A、格式控制模块生成并存储格式控制结构，格式控制结构包括RGB图像的格式类型、RGB图像的分辨率、YUV图像的格式类型以及与上述三者对应的RGB图像的每个像素点转换为YUV图像的Y值、U值和V值的存储位置信息；

B、当RGB图像输入到图像转换模块，图像转换模块获取RGB图像的格式类型、RGB图像的分辨率和需要转换的YUV图像的格式类型；

C、图像转换模块调取格式控制模块中与RGB图像的格式类型、RGB图像的分辨率和需要转换的YUV图像的格式类型对应的格式控制结构，获取YUV图像的Y值、U值和V值的存储位置信息；

D、图像转换模块根据RGB图像的每个像素点的RGB值计算出YUV图像的Y值、U值和V值；

E、图像转换模块将YUV图像的Y值、U值和V值存放到YUV图像的Y值、U值和V值的存储位置。

步骤A中，YUV图像的Y值、U值和V值的存储位置信息是PixelInform结构的数组，PixelInform结构的数组的排列顺序与RGB图像像素点排列顺序一致，PixelInform结构数组每组包括三个值，分别是作为目标图像的YUV图像的Y值、U值和V值的存储位置值。

如果作为目标图像的YUV图像的U值和V值不需要取样，则作为目标图像的YUV图像的U值和V值的存储位置为-1。

RGB图像的格式类型是RGB24、RGB555、RGB565或者RGB32。

RGB图像的分辨率是640*480、800*600或者1024*768。

YUV图像的格式类型是YUV444、YUV411或者YUV420。

采用了本发明的技术方案，通过将格式控制和数值计算分离，形成单独的模块，从而使程序结构清晰，易于修改维护，并可重用已生成的格式控制结构，尤其在视频图像转换时，可以节省大量计算，提高处理速度。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中从RGB色彩空间到YUV色彩空间的图像转换的流程图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

图1是本发明具体实施方式中从RGB色彩空间到YUV色彩空间的图像转换的流程图。如图1所示，该流程包括以下步骤：

步骤101、格式控制模块生成并存储格式控制结构，格式控制结构包括多种RGB图像的格式类型、多种RGB图像的分辨率、多种YUV图像的格式类型以及与上述三者对应的RGB图像的每个像素点转换为YUV图像的Y值、U值和V值的存储位置信息。

其中，RGB图像的格式类型是RGB24、RGB555、RGB565或者RGB32。

RGB图像的分辨率是640*480、800*600或者1024*768。

YUV图像的格式类型是YUV444、YUV411或者YUV420。

YUV图像的Y值、U值和V值的存储位置信息是PixelInform结构的数组，PixelInform结构的数组的排列顺序与RGB图像像素点排列顺序一致，PixelInform结构数组每组包括三个值，即三个Long型变量，分别是作为目标图像的YUV图像的Y值、U值和V值的存储位置值。

如果作为目标图像的YUV图像的U值和V值不需要取样，则作为目标图像的YUV图像的U值和V值的存储位置为-1。

步骤102、当RGB图像输入到图像转换模块，图像转换模块获取RGB图像的格式类型、RGB图像的分辨率和需要转换的YUV图像的格式类型。

也即通过图片地址，得到图片数据，RGB图像的格式类型和分辨率。图片数据保存至BYTE数组，保存RGB格式的GUID值，分辨率以两个整形值保存RGB图像的长、宽像素点，再传入YUV格式的GUID值。

步骤103、图像转换模块调取格式控制模块中与RGB图像的格式类型、RGB图像的分辨率和需要转换的YUV图像的格式类型对应的格式控制结构，获取YUV图像的Y值、U值和V值的存储位置信息。

步骤104、图像转换模块根据RGB图像的每个像素点的RGB值计算出YUV图像的Y值、U值和V值。

步骤105、图像转换模块将YUV图像的Y值、U值和V值存放到YUV图像的Y值、U值和V值对应的存储位置。

这样，对RGB图像中的每个像素点，读入其对应的PixelInform结构，依次查看Yposition、Uposition和Vposition值。以Yposition为例，若为-1，则不需对该Y值取样；若为其他值，则调用计算公式算出Y值，并存入目标图片的Yposition位置处。对Uposition、Vposition做同样处理。对所有像素点处理完成后，图像格式就转换完成了。

由于不同种类的RGB图像的格式类型、不同种类RGB图像的分辨率和不同YUV图像的格式类型的所有组合都预先计算出与上述三者对应的RGB图像的每个像素点转换为YUV图像的Y值、U值和V值的存储位置信息，因此在具体图像转换中，就不需要临时计算了，尤其对于视频节目，由于是同一RGB图像的格式类型、分辨率以及目标YUV图像的格式类型，更只需要使用一种YUV图像的Y值、U值和V值的存储位置信息了，从而缩短了处理时间。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。