视频音频与声音的组织保存

视频格式RGB与YUV的转换

计算机彩色显示器显示色彩的原理与彩色电视机一样，都是采用R、G、B相加混色的原理：通过发射出三种不同强度的电子束，使屏幕内侧覆盖的红、绿、蓝磷光材料发光而产生色彩。这种色彩的表示方法称为RGB色彩空间表示（它也是多媒体计算机技术中用得最多的一种色 彩空间表示方法）。
根据三基色原理，任意一种色光F都可以用不同分量的R、G、B三色相加混合而成。

F = r [ R ] + g [ G ] + b [ B ]

其中，r、g、b分别为三基色参与混合的系数。当三基色分量都为0（最弱）时混合为黑色光；而当三基色分量都为k（最强）时混合为白色光。调整r、g、b三个系数的值，可以混合出介于黑色光和白色光之间的各种各样的色光。

RGB对所有色彩都用等长像素点的R、G、B三色加以合成，这就使得每个像素在三种成分拥有相同的像素深度和显示分辨率。而且，处理RGB色彩空间的图像也不是最有效的。

通常采用三管彩色摄像机或彩色CCD摄像机进行摄像，然后把摄得的彩色图像信号经分色、分别放大校正后得到RGB，再经过矩阵变换电路得到亮度信号Y和两个色差信号R－Y（即U）、B－Y（即V），最后发送端将亮度和色差三个信号分别进行编码，用同一信道发送 出去。这种色彩的表示方法就是所谓的YUV色彩空间表示。
采用YUV色彩空间的重要性是它的亮度信号Y和色度信号U、V是分离的。如果只有Y信号分量而没有U、V分量，那么这样表示的图像就是黑白灰度图像。彩色电视采用YUV空间正是为了用亮度信号Y解决彩色电视机与黑白电视机的兼容问题，使黑白电视机也能接收彩色电视信号。

 

RGB到YUV转换公式：

Y= 0.3*R + 0.59*G + 0.11*B

U= (B-Y) * 0.493

V= (R-Y) * 0.877

同样反过来，YUV转换成RGB的公式如下：

R = Y + 1.14V

G = Y - 0.39U - 0.58V

B = Y + 2.03U

以320*240的一帧为例

每个像素点有三个字节组成分别表示R,G,B分量上的颜色值。在数据中的表示方式为一个像素 一个像素表示。字节流可以为：

BGRBGRBGRBGRBGR……

|---------------320*240*3-------|

每一个字母表示一个字节，也就是该颜色分量的数值，相邻的三个BGR字节表示一个像素点。在我们做计算时，通常一次取三个字节，也就是一个像素点。

每个像素点都有一个Y分量，每隔一列就有一个U或者V分量，U和V交替出现。YV12的字节流表示方式和RGB24有很大区别，YV12并不是按照像素依次排列的，而是先放置Y空间，然后放置整个V空间，最后放置U空间，那么字节流如下所示：

YYYYYYY……VVVV……UUUU……

|-----320*240----|-320*240/4-|-320*240/4-|

在320*240个字节的Y后，紧跟着320*240/4个V和320*240/4个U。

YV12和RGB24同样都有320*240个像素点，但是在数据结构和字节流上有着很大区别。单纯从数据大小来看，RGB24的数据大小为320*240*3Bytes,而YV12为320*240*1.5Bytes，可见YV12的数据量为RGB24的一半。

 

音频格式

WAV音频格式未经过压缩，所以在音质方面不会出现失真的情况，但档案的体积因而在众多音频格式中较为大。该格式支持多种音频数字，取样频率和声道，标准格式化的WAV文件和CD格式一样，也是44.1K的取样频率，16位量化数字，因此在声音文件质量和CD相差无几！每个WAVE文件的头四个字节便是“RIFF”。WAVE文件由文件头和数据体两大部分组成。其中文件头又分为RIFF／WAV文件标识段和声音数据格式说明段两部分。

声音格式

常见的声音文件主要有两种，分别对应于单声道（11.025KHz采样率、8Bit的采样值）和双声道（44.1KHz采样率、16Bit的采样值）。采样率是指：声音信号在“模→数”转换过程中单位时间内采样的次数。采样值是指每一次采样周期内声音模拟信号的积分值。  对于单声道声音文件，采样数据为八位的短整数（short int 00H-FFH）；而对于双声道立体声声音文件，每次采样数据为一个16位的整数（int），高八位和低八位分别代表左右两个声道。 
WAVE文件数据块包含以脉冲编码调制（PCM）格式表示的样本。WAVE文件是由样本组织而成的。在单声道WAVE文件中，声道0代表左声道，声道1代表右声道。在多声道WAVE文件中，样本是交替出现的。

 PCM数据的存放方式：   样本1样本2 
8位单声道 0声道 0声道 
8位立体声 0声道（左） 1声道（右） 0声道（左） 1声道（右） 16位单声道 0声道低字节 0声道高字节 0声道低字节 0声道高字节 
16位立体声 0声道（左）低字节 0声道（左）高字节 1声道（右）低字节 1声道（右） 高字节