在Python中的YUV子采样色度通道

时间:2011-05-12 02:26:12

标签: python yuv

当色度通道的宽度和/或高度减半时,什么是正确的子码?为每个2x2亮度像素拍摄一个色度像素,当从全分辨率色度源采样时,我们采用哪个色度像素 - 左上角?所有4的平均值?没关系?

这是我目前的代码

if field == 'top':
    i = 0
elif field == 'bottom':
    i = 1

U = fromstring(Udata, dtype='uint8', count=w/2*h).reshape(h,w/2)

# halve chroma height (it's already half-width from UYVY source) by line skipping
U = U[i::2]

# scale chroma by a factor of 0.5 (2x2 pixels in -> 1 pixel out)
U = (U[0::2, 0::2]>>2) + (U[0::2, 1::2]>>2) + (U[1::2, 0::2]>>2) + (U[1::2, 1::2]>>2) + \
  (((U[0::2, 0::2]%4)  + (U[0::2, 1::2]%4)  + (U[1::2, 0::2]%4)  + (U[1::2, 1::2]%4)) >> 2)

2 个答案:

答案 0 :(得分:3)

理想情况下,您会插入数据以产生最佳图像,但我认为您的问题最好通过快速概述亮度和色度样本所在的位置进行回答(想象一个带有一个网格的照相机用于亮度和另一个用于色度)。对于子采样,有多种标准可用于选择色度重定位到亮度样本的位置。

大部分的croma与“左上角”亮度像素共存,

XO  X   XO  X

X   X   X   X

XO  X   XO  X

X   X   X   X

或位于广场的中心,

X   X   X   X
  O      O
X   X   X   X

X   X   X   X
  O      O
X   X   X   X

或位于两个左侧亮度样本之间的正方形左侧。

X   X   X   X
O       O
X   X   X   X

X   X   X   X
O       O
X   X   X   X

请注意,在所有情况下,与至少一些亮度样本共同定位的色度值将是几个色度值的组合,这通常使用FIR滤波器来完成,这就是为什么建议使用另一个滤波器进行反向操作(但是你可以通过平均得到OK结果

答案 1 :(得分:1)

从YUV 4:2:0转换为YUV 4:2:2的正确方法是使用6抽头FIR滤波器。

这个的src来自你可以在这里找到的mpeg2参考实现http://www.mpeg.org/MPEG/video/mssg-free-mpeg-software.html

转到“mpegv12.zip”文件

在C中实施:

/* vertical 1:2 interpolation filter */
static void conv420to422(unsigned char* src, unsigned char* dst)
{
  int w, h, i, j, j2;
  int jm6, jm5, jm4, jm3, jm2, jm1, jp1, jp2, jp3, jp4, jp5, jp6, jp7;

  w = 352>>1;
  h = 288>>1;

  printf("hello \n");

  if (1)
  {
    /* intra frame */
    for (i=0; i<w; i++)
    {
      for (j=0; j<h; j++)
      {
    //printf("%d,%d\n", i, j);
        j2 = j<<1;
        jm3 = (j<3) ? 0 : j-3;
        jm2 = (j<2) ? 0 : j-2;
        jm1 = (j<1) ? 0 : j-1;
        jp1 = (j<h-1) ? j+1 : h-1;
        jp2 = (j<h-2) ? j+2 : h-1;
        jp3 = (j<h-3) ? j+3 : h-1;

        /* FIR filter coefficients (*256): 5 -21 70 228 -37 11 */
        /* New FIR filter coefficients (*256): 3 -16 67 227 -32 7 */
        dst[w*j2] =     Clip[(int)(  3*src[w*jm3]
                             -16*src[w*jm2]
                             +67*src[w*jm1]
                            +227*src[w*j]
                             -32*src[w*jp1]
                             +7*src[w*jp2]+128)>>8];

        dst[w*(j2+1)] = Clip[(int)(  3*src[w*jp3]
                             -16*src[w*jp2]
                             +67*src[w*jp1]
                            +227*src[w*j]
                             -32*src[w*jm1]
                             +7*src[w*jm2]+128)>>8];
      }
      src++;
      dst++;
    }
  }
  else
  {
    /* intra field */
    for (i=0; i<w; i++)
    {
      for (j=0; j<h; j+=2)
      {
        j2 = j<<1;

        /* top field */
        jm6 = (j<6) ? 0 : j-6;
        jm4 = (j<4) ? 0 : j-4;
        jm2 = (j<2) ? 0 : j-2;
        jp2 = (j<h-2) ? j+2 : h-2;
        jp4 = (j<h-4) ? j+4 : h-2;
        jp6 = (j<h-6) ? j+6 : h-2;

        /* Polyphase FIR filter coefficients (*256): 2 -10 35 242 -18 5 */
        /* New polyphase FIR filter coefficients (*256): 1 -7 30 248 -21 5 */
        dst[w*j2] = Clip[(int)(  1*src[w*jm6]
                         -7*src[w*jm4]
                         +30*src[w*jm2]
                        +248*src[w*j]
                         -21*src[w*jp2]
                          +5*src[w*jp4]+128)>>8];

        /* Polyphase FIR filter coefficients (*256): 11 -38 192 113 -30 8 */
        /* New polyphase FIR filter coefficients (*256):7 -35 194 110 -24 4 */
        dst[w*(j2+2)] = Clip[(int)( 7*src[w*jm4]
                             -35*src[w*jm2]
                            +194*src[w*j]
                            +110*src[w*jp2]
                             -24*src[w*jp4]
                              +4*src[w*jp6]+128)>>8];

        /* bottom field */
        jm5 = (j<5) ? 1 : j-5;
        jm3 = (j<3) ? 1 : j-3;
        jm1 = (j<1) ? 1 : j-1;
        jp1 = (j<h-1) ? j+1 : h-1;
        jp3 = (j<h-3) ? j+3 : h-1;
        jp5 = (j<h-5) ? j+5 : h-1;
        jp7 = (j<h-7) ? j+7 : h-1;

        /* Polyphase FIR filter coefficients (*256): 11 -38 192 113 -30 8 */
        /* New polyphase FIR filter coefficients (*256):7 -35 194 110 -24 4 */
        dst[w*(j2+1)] = Clip[(int)( 7*src[w*jp5]
                             -35*src[w*jp3]
                            +194*src[w*jp1]
                            +110*src[w*jm1]
                             -24*src[w*jm3]
                              +4*src[w*jm5]+128)>>8];

        dst[w*(j2+3)] = Clip[(int)(  1*src[w*jp7]
                             -7*src[w*jp5]
                             +30*src[w*jp3]
                            +248*src[w*jp1]
                             -21*src[w*jm1]
                              +5*src[w*jm3]+128)>>8];
      }
      src++;
      dst++;
    }
  }
}

并在Python中:

def conv420to422(src, dst):
    """420 to 422 - vertical 1:2 interpolation filter """

    width = 352                  # 352
    height = 288                 # 288
    w = width >> 1               # 176
    h = height >> 1              # 144

    n = 0
    k = 0
    for i in range(0, w):
        for j in range(0, h):
            j2 = j<<1
            jm3 = 0 if (j < 3) else j - 3
            jm2 = 0 if (j < 2) else j - 2
            jm1 = 0 if (j < 1) else j - 1
            jp1 = j + 1 if (j < h - 1) else h - 1
            jp2 = j + 2 if (j < h - 2) else h - 1
            jp3 = j + 3 if (j < h - 3) else h - 1

            a = (3*src[n+w*jm3]-16*src[n+w*jm2]+67*src[n+w*jm1]+227*src[n+w*j]-32*src[n+w*jp1]+7*src[n+w*jp2]+128)>>8
            dst[k+w*j2] = clip(a)
            b = (3*src[n+w*jp3]-16*src[n+w*jp2]+67*src[n+w*jp1]+227*src[n+w*j]-32*src[n+w*jm1]+7*src[n+w*jm2]+128)>>8
            dst[k+w*(j2+1)] = clip(b)
        n += 1
        k += 1
    return dst