YUV的存储格式

YUV的格式有两大类：planar和packed。

planar（中文翻译：平面的；二维的；平坦的）

对于planar的YUV格式，先连续存储所有像素点的Y，紧接着存储所有像素点的U，随后是所有像素点的V。

packed (中文翻译：挤满塞满)

对于packed的YUV格式，每个像素点的Y、U、V都是连续交叉存储的。

YUV的采样方式

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

我们最常见的YUV420P和YUV420SP都是基于4:2:0采样的

YUV码流的存储格式与其采样方式有密切的关系，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。

YUV上图来源

存储方式

YV12在内存中存储

NV12在内存中存储

YV12和NV12原图来源

W即图像的宽度，H即图像的高度，Stride表示图像行的跨度，超出W部分为填充数据，主要目的是为了字节对齐，一般以16字节或者或者32字节对齐居多。
从左侧数据存储结构图看出高度(H)是分层次的，YV12三层和NV12两层，这个层次结构称为 Plane，即YV12在代码中用
Plane[0]表示Y数据的起始地址，Plane[1]表示V数据的起始地址，Plane[1]表示U数据的起始地址。而NV12的UV是在一个Plane中交错存放，因此用两个Plane表示即可。

从右侧的数据排布图可见YV12和NV12都是YUV
4:2:0采样，每四个Y共用一组UV分量，已用颜色标明Y1、Y2、Y7、Y8共用U1、V1，并且在内存中连续排布。

YUYV

<1>YUYV格式（属于YUV422）请注意没有带P的，都是Y、U、V都是连续交叉存储

YUYV是YUV422采样的存储格式的一种，相邻的两个Y公用其相邻的两个Cb(U)、Cr(V)。对于像素点Y’00、Y’01而言，其Cb、Cr的值均为Cb00、Cr00，其他的像素点的YUV取值依次类推。

UYVY

<2>UYVY格式（属于YUV422）

YU422P

<3>YUV422P（属于YUV422）带P的先连续存储所有像素点的Y，紧接着存储所有像素点的U，随后是所有像素点的V

YUV422P是一种Plane模式，即planar模式，并不是像上面YUV数据交错存储，而是先存储所有的Y分量，然后存储所有的U（Cb）分量，最后存储所有的V（Cr）分量。其每一个像素点的YUV值提取方法也是遵循YUV422格式的最基本提取方法，即两个Y共用一个UV。比如，对于像素点Y’00、Y’01而言，其Cb、Cr的值均为Cb00、Cr00。

YUV420P YUV420SP

上图来源

YUV420P(YU12和YV12)格式.
YUV420P又叫plane平面模式，Y , U , V分别在不同平面，也就是有三个平面，它是YUV标准格式4：2：0，主要分为：YU12和YV12

YUV模型是根据一个亮度(Y分量)和两个色度(UV分量)来定义颜色空间，常见的YUV格式有YUY2、YUYV、YVYU、UYVY、AYUV、Y41P、Y411、Y211、IF09、IYUV、YV12、YVU9、YUV411、YUV420等，其中比较常见的YUV420分为两种：YUV420P和YUV420SP。

YUV420SP

<4>YUV420sp
YUV420SP格式的图像阵列，首先是所有Y值，然后是UV或者VU交替存储，NV12和NV21属于YUV420SP格式，是一种two-plane模式，即Y和UV分为两个plane，但是UV(CbCr)为交错存储，而不是分为三个平面。

YUV420P

<5>YUV420p

YU12

<6>YV12、YU12格式（属于YUV420）

YU12（又称I420）和YV12属于YUV420格式，也是一种Plane模式，将Y、U、V分量分别打包，依次存储。其没一个像素点的YUV数据提取都遵循YUV420格式的提取方式，即4个Y分量共用一组UV。如上图中，Y’00、Y’01、Y’10、Y’11共用Cr00、Cb00，其他以此类推。

注意，YU12与YV12的区别在于是先存U还是先存V。对于YU12来说，存储顺序是YUV，即YCbCr；对于YV12来说，存储顺序是YVU，即YCrCb。所以上图就是YV12了。

YU12格式
在android平台下也叫作I420格式，首先是所有Y值，然后是所有U值，最后是所有V值。

YU12：亮度(行×列) + U(行×列/4) + V(行×列/4)

YV12

YV12格式与YU12基本相同，首先是所有Y值，然后是所有V值，最后是所有U值。只要注意从适当的位置提取U和V值，YU12和YV12都可以使用相同的算法进行处理。

YV12：亮度Y(行×列) + V(行×列/4) + U(行×列/4)

YU12: YYYYYYYY UUVV    =>    YUV420P
YV12: YYYYYYYY VVUU    =>    YUV420P

<7>NV12、NV21（属于YUV420）

NV21

NV21格式

android手机从摄像头采集的预览数据一般都是NV21，存储顺序是先存Y，再VU交替存储，NV21存储顺序是先存Y值，再VU交替存储：YYYYVUVUVU，以 4 X 4 图片为例子，占用内存为 4 X 4 X 3 / 2 = 24 个字节

NV12

NV12格式

NV12与NV21类似，也属于YUV420SP格式，NV12存储顺序是先存Y值，再UV交替存储：YYYYUVUVUV，以 4 X 4 图片为例子，占用内存为 4 X 4 X 3 / 2 = 24 个字节

NV21、NV12都属于YUV420格式，是一种two-plane模式，即Y和UV分为两个Plane，但是UV（CbCr）为交错存储，而不是分为三个plane。其提取方式与上面一种类似，即Y’00、Y’01、Y’10、Y’11共用Cr00、Cb00。

注意，NV21与NV12的区别在于，在UV交替的存储中，NV12是UV（CbCr）交替存储，NV21是VU（CrCb）交替存储，所以上图显示的是NV21。而且NV12是IOS的模式，NV21是Android的模式。

reference

1.YUV格式详解
2.图解YU12、I420、YV12、NV12、NV21、YUV420P、YUV420SP、YUV422P、YUV444P的区别
3.sheldon_blogs 图像基础知识之YUV
第3位对图像在内存中存储研究的比较好
4.YUV420数据格式详解