[发明专利]一种YUV格式的数字图像显示和分析方法

说明书

技术领域

本发明属于数字图像处理领域，尤其涉及YUV格式的数字图像显示和分析方法。

背景技术

人类对视觉的逐渐重视促进了数字图像处理领域的快速发展。YUV是被欧洲电视系统所采用的一种颜色编码方法，是模拟彩色电视制式采用的颜色空间。在现代彩色电视系统中，通常采用三管彩色摄影机或彩色CCD摄影机进行取像，然后将得到的RGB经过矩阵变换电路得到亮度信号Y和两个色度信号U、V，最后发送端将亮度和色度三个信号分别进行编码，经同一信道发送出去，这种色彩的表示方法就是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。其中“Y”表示明亮度，也就是灰阶值；而“U”和“V”表示的则是色度，作用是描述影像色彩及饱和度，用于指定像素的颜色。“亮度”是通过RGB输入信号来建立的，方法是将RGB信号的特定部分叠加到一起。“色度”则定义了颜色的色调与饱和度两个方面，分别用U和V来表示。其中，U反映了RGB输入信号红色部分与RGB信号亮度值之间的差异。而V反映的是RGB输入信号蓝色部分与RGB信号亮度值之同的差异。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。

由于UV的采样率比Y低，同时不会明显减低视觉质量，与RGB视频信号传输相比，它最大的优点在于只需占用极少的带宽(RGB要求三个独立的视频信号同时传输)。YUV主要的采样格式有YUV 4:4:4、YUV 4:2:2、YUV 4:2:0和YUV 4:1:1。其中YUV 4:1:1比较常用，其含义为：每个点保存一个8bit的亮度值(也就是Y值)，每2x2个点保存一个U和V值，图像在肉眼中的感觉不会起太大的变化。不同的采样格式UV的保存方式不同，而通用的YUV文件中没有存放YUV的采样格式和YUV图像画面的大小，需要外部输入才能获取正确的数据。计算机显示器显示色彩是采用RGB相加混色的原理，因此YUV格式的图像序列文件，需要先转化成RGB格式图像再显示。

一般的图像显示处理方法，仅仅只是将图像进行显示，或对图像进行变形、去噪等，而不能显示图像中每个像素点的详细信息。而在图像分析处理中，尤其是在视频编码和解码系统的开发过程中，需要了解视频图像部分区域像素点的信息，所以，现有的图像显示处理方法给图像相关工作人员进行高精度、高质量的图像分析和处理时带来不便。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的是提供一种YUV格式的数字图像显示和分像素分析方法，该方法在显示图像的同时，还能直观地显示指定区域内每个像素点的详细信息，使图像相关工作人员能够更精确、更高质量的分析和处理图像。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种YUV格式的数字图像显示和分析方法，包括以下步骤：

S1、输入YUV格式的视频图像数据；

S2、输入视频图像的宽W、高H及采样格式，并计算单帧图像的字节数；

S3、将当前帧图像的YUV值存入缓冲区；

S4、将YUV格式图像转换为RGB格式，并显示所得到的RGB图像；

S5、对上述所得到的RGB图像进行像素分析，该步骤进一步包括以下子步骤：

S5-1、将图像分割成若干宏块；

S5-2、计算光标所在像素点和该像素点所属宏块在图像中的位置；

S5-3、在像素值显示区域显示上述像素点所属宏块内所有像素点的Y、U、V值；

S5-4、当光标移动，判断光标所在新像素点所属宏块是否发生变化，若宏块未发生变化，像素值显示区域所显示的数值不变，否则，执行步骤S5-2并刷新像素值显示区域的显示。

上述步骤S2中所述输入图像的宽W、高H及采样格式为手工输入。

上述步骤S3所述将当前帧图像的YUV值存入缓冲区是将图像中每个像素点的Y、U、V值分别存入对应的Y、U、V缓冲区。

上述步骤S4中所述将YUV格式图像转换为RGB格式具体包括：将图像中每个像素点的Y、U、V值带入公式中，计算出每个像素点对应的颜色分量R、G、B，实现YUV格式图像向RGB格式图像的转换。

上述步骤S5的子步骤S5-1中所述宏块大小为M×M像素，其中，M为正整数，且小于W或H中的较小值，当采样格式为YUV 4:2:2、YUV 4:2:0，M为2的倍数，当采样格式为YUV 4:1:1时，M为4的倍数。