YUV图像格式
采样格式
YUV 4:4:4
图像格式为：（×为Y，圈为U或V）
每个Y对应一个U和一个V
采样码流为：Y0 U0 V0 Y1 U1 V1 Y2 U2 V2 Y3 U3 V3
映射出的图像为：[Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3]
与RGB占用的存储空间一样
YUV4:2:2
图像格式为：
每两个个Y对应一个U和一个V
采样码流为：Y0 U0 Y1 V1 Y2 U2 Y3 U3
映射出的图像为：[Y0 U0 V1]、[Y1 U0 V1]、[Y2 U2 V3]、[Y3 U2 V3]
U和V各减少一半，可比RGB节省1/3空间
YUV4:2:0
图像格式为：
每四个Y对应一个U和一个V，2:1水平采样，2:1垂直采样。
采样码流为：（4:2:0和4:0:2交替进行）
Y0 U0 Y1 Y2 U2 Y3 （两个Y，一个U）
Y5 V5 Y6 Y7 V7 Y8（两个Y，一个V）
映射出的图像为：
[Y0 U0 V5]、[Y1 U0 V5]、[Y2 U2 V7]、[Y3 U2 V7]
[Y5 U0 V5]、[Y6 U0 V5]、[Y7 U2 V7]、[Y8 U2 V7]
U和V各减少3/4，可比RGB节省一半空间
YUV4:1:1
与YUV4:2:0相似，只是采样方式不同，采用4:1水平采样，垂直完全采样。
采样码流为：
Y0 U0 Y1 Y2 V2 Y3
Y5 U5 Y6 Y7 V7 Y8
映射出的的图像为：
[Y0 U0 V2] [Y1 U0 V2] [Y2 U0 V2] [Y3 U0 V2]
[Y5 U5 V7] [Y6 U5 V7] [Y7 U5 V7] [Y8 U5 V7]
存储格式
平面格式（planar format）
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，即：YYYYUUUUVVVV
打包格式（packed format）
每个像素点的 Y、U、V 是连续交错存储，即YUVYUVYUVYUV
格式类型
YUYV
属于YUV422，packed，数据格式为：Y0 U0 Y1 V0 Y2 U2 Y3 V2
UYVY
属于YUV422，packed，与YUYV排列格式相反：U0 Y0 V0 Y1 U2 Y2 V2 Y3
YUV422P
属于YUV422，planer，数据格式为：Y0 Y1 Y2 Y3 U0 U1 V0 V1
YUV420P
属于YUV420，planer，其中按照U和V的不同先后顺序，可分为YU12和YV12：
YU12
属于YUV420，planer，先存储U，再存储V：Y0 … Y7 U0 U1 V0 V1
YV12
属于YUV420，planer，先存储V，再存储U：Y0 … Y7 V0 V1 U0 U1
YUV420SP
属于YUV420，基于planer，但U、V分量交替排列，按照UV的先后不同，可分为NV12和NV21：
NV12（IOS中的模式）
属于YUV420，基于planer，UV交替排列，先存U，再存V：Y0 … Y7 U0 V0 U1 V1
NV21（Android中的模式）
属于YUV420，基于planer，UV交替排列，先存V，再存U：Y0 … Y7 V0 U0 V1 U1
IYUV、I420
即YUV420P，YU12格式
YUV与YCbCr、YPbPr
YPbPr是YUV基于缩放（scaled）和偏移（shift）所产生，而YCbCr是基于YPbPr信号进行量化得到。
YUV、YPbPr用于模拟系统，如彩电，YCbCr用于数字系统，如数字视频
YCbCr中的Y与YUV中的Y含义一致，Cb、Cr同样都指色彩，只是在表示方法上不同。
YCbCr是在计算机系统中应用最多的成员，其应用领域很广泛，JPEG、MPEG中用的YUV实际上是YCbCr。一般人们所讲的YUV大多是指YCbCr。
YCbCr中的Y指亮度，Cb指蓝色色度分量，Cr指红色色度分量。
RGB与YUV转换公式
YUV是由RGB推导计算而来的。基本公式为：
Y’ = kr R’ + (1-kb-kr)G’ + kb B’
U’ = B’-Y’ = -kr R’ - (1-kb-kr)G’ + (1 - kb)B’ //亮度与蓝色分量的差值
V’ = R’-Y’ = (1-kr)R’ - (1-kb-kr)G’ - kb B’ //亮度与红色分量的差值
其中kr，kb的取值大小取决于色彩空间标准
逆转换：
R’ = Y’ + (1-kr)/0.5 * V’
G’ = Y’ - 2kb(1-kb)/(1-kb-kr) * U’ - 2kr(1-kr)/(1-kb-kr) * V’
B’ = Y’ + (1-kb)/0.5 * U’
为了限制值域范围，需要对U和V的值进行缩放，于是：
Y’ = kr R’ + (1-kb-kr)G’ + kb B’
Pb = (Umax / (1 - kb)) * (B’ - Y’)
Pr = (Vmax / (1 - kr)) * (R’ - Y’)
其中Y~ [0, 1]，U~ [-Umax, Umax], V~ [-Vmax, Vmax]
不同的色差空间标准，所规定的kb、kr权值不同
常用的标准有BT.601, BT.709（网络视频使用最多）, BT.2020（用于HDR等广色域）等。根据值域范围，每个标准下面还可能有Full Range和Limited Range格式，如Full Range值域为[0, 255]， Limited Range为Y ~ [16, 235], UV ~ [16, 240]。
BT.601标准
kr = 0.229
kb = 0.114
kg = 1 - kr - kb = 0.587
Umax = 0.5
Vmax = 0.5
RGB to YCrCb
将上述参数代入计算后：
Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B
Pb = 0.564 * (B - Y) = -0.168736R - 0.331264G + 0.5B
Pr = 0.713 * (R - Y) = 0.5R - 0.418688G - 0.081312*B
(JPEG使用的标准为601 Full Range，即上面的公式）
其中Y~ [0,1]; U,V~[-0.5,0.5]; R, G, B ~ [0, 1]
为了解决浮点精度问题，Y、Cb、Cr分量被scaled为8bit整数（uint8），其中Y~[0, 255], Cb/Cr ~[-128, 128]。但为了解决滤波后的过冲现象，Y分量被scale到[16, 235]，Cb/Cr分量被scale到[16, 240]。并根据值域进行平移，保证各个分量为正数（8bit系统里一般是按照这个值域设置）。
于是：
Y = (235 - 16) * (0.299R + 0.587G + 0.114B) + 16
Cb = (240 - 16) * ( -0.168736R - 0.331264G + 0.5B）+ 128
Cr = (240 - 16) * ( 0.5R - 0.418688G - 0.081312*B) + 128
化简后即为：
Y = 65.481 * R + 128.553 * G + 24.966 * B + 16
Cb = -37.797 * R - 74.203 * G + 112.0 * B + 128
Cr = 112.0 * R - 93.786 * G - 18.214 * B + 128
其中，上面公式的RGB~[0, 1]
若RGB ~[0, 255]，需进行缩放，即RGB需除以255：（以Y为例）
Y = 65.481 * R / 255 + 128.553 * G / 255 + 24.966 * B / 255 + 16
为了方便计算，通常将分母设成256，并将系数乘以256 / 255，即：
Y = (65.481 * 256 / 255) * R / 256 + (128.553 * 256 / 255) * G / 256 + (24.966 * 256 / 255)* B / 256 + 16
于是各分量计算公式为：
Y = (65.738 * R + 129.057 * G + 25.064 * B) / 256
Cb = ((-37.945 * R - 74.494 * G + 112.439 * B) / 256) + 128
Cr = ((112.439 * R - 94.154 * G - 18.285 * B) / 256) + 128
以上即为 ITU-R BT.601中的转换公式
其中YUV的值域范围分别为[16, 235], [16, 240], [16, 240]
（Opencv 中的cvtColor使用的是上面的公式，一般渲染器里面也是使用的上述公式？）
YCrCb to RGB
根据上面的公式，对应的逆转公式为：
R = (298.082 * Y + 408.583 * Cr) / 256 - 222.921
G = (298.082 * Y - 100.291 * Cb - 208.120 * Cr) / 256 + 135.576
B = (298.082 * Y + 516.412 * Cb) / 256 - 276.836
BT.709
kb = 0.0722
kr = 0.2126
kg = 0.7152
RGB to YUV
Full Range:
Y = 0.2126 * R + 0.7152 * G + 0.0722 * B
Cb = - 0.114572 * R - 0.385428 * G + 0.5 * B
Cr = 0.5 * R - 0.454153 * G - 0.045847 * B
其中RGB~[0, 1]，YUV ~ [0, 1]
Limite Range:
Y = 46.559 * R + 156.629 * G + 15.812 * B + 16（乘（235-16），加16）
Cb = - 25.664 * R - 86.336 * G + 112 * B + 128（乘224，加128）
Cr = 112 * R - 101.730 * G - 10.270 * B + 128（乘224，加128）
其中RGB~[0, 1]，Y ~ [16, 235], UV ~ [16, 240]
YUV to RGB
Full Range：
R = Y + 1.5748 * V
G = Y - 0.187324 * U - 0.468124 * V
B = Y + 1.8556
其中RGB~[0, 1]，YUV ~ [0, 1]
BT.2020
kb = 0.0593
kr = 0.2627