如何使用IPP将RGB转换为NV12色彩空间

Question

像Intel®MediaSDK这样的视频编码器需要NV12视频输入格式。

NV12格式是YUV 4：2：0格式，在存储器中排序，首先是Y平面，然后是交错UV平面中的打包色度样本。

例：
YYYYYY
YYYYYY
UVUVUV

RGB颜色格式，指像素级RGB（每像素字节，低字节为红色）：
RGBRGBRGBRGBRGB
RGBRGBRGBRGBRGB

我做了一些网络研究，发现对于NV12， YUV被定义为YCbCr色彩空间。 目前至少有两种可能的YCbCr格式适用于NV12：

• BT.601 - 应用SDTV
• BT.709 - 应用高清电视

我的问题是： 是否有将IP色彩空间转换为NV12的IPP功能？

Answer 1

我发现IPP功能存在：

ippiRGBToYCbCr420_8u_C3P2R

很难找到，因为功能名称或描述没有提到NV12。
该功能使用BT.601标准。

以下是在BT.601标准中将RGB转换为NV12的代码示例：

void Rgb2NV12(const unsigned char I[], int image_width, int image_height, unsigned char J[])
{
    IppStatus ipp_status;
    int srcStep = image_width*3;
    int dstYStep = image_width;
    int dstCbCrStep = image_width;
    IppiSize roiSize = {image_width, image_height};

    const Ipp8u* pSrc = (Ipp8u*)I;

    Ipp8u *pDstY    = (Ipp8u*)J;                            //Y color plane is the first image_width*image_height pixels of J.
    Ipp8u *pDstCbCr = (Ipp8u*)&J[image_width*image_height]; //In NV12 format, UV plane starts below Y.

    ipp_status = ippiRGBToYCbCr420_8u_C3P2R(pSrc, srcStep, pDstY, dstYStep, pDstCbCr, dstCbCrStep, roiSize);

    //if (ipp_status != ippStsNoErr), Handle errors...          
}

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使用BT.709标准将RGB转换为NV12：

至于2019年，BT.709（HDTV）标准可能比BT.601（SDTV）更具相关性。

IPP缺乏在BT.709标准中从RGB直接转换为NV12的功能。
有一个功能可以将BGR转换为NV12 。
该解决方案包括两个阶段：

1. 从RGB转换为BGR （交换通道）。
   代码示例使用ippiSwapChannels_8u_C3R进行RGB到BGR转换。
2. 从BGR转换为NV12 。
   代码示例使用ippiBGRToYCbCr420_709CSC_8u_C3P2R进行BGR到NV12的转换。

样本函数需要一些额外的存储空间来存储中间BGR图像。
指向草图存储器的指针被传递给函数（存储器应该在函数外部分配）。

以下是在BT.709标准中将RGB转换为NV12的代码示例：

//sketch_buff - Temporary buffer for storing image in BGR format.
//              Size of sketch_buff must be at least image_width*image_height*3 bytes.
void Rgb2NV12_709(const unsigned char I[],
                  const int image_width, 
                  const int image_height,
                  unsigned char sketch_buff[],
                  unsigned char J[])
{
    IppStatus ipp_status;    
    int srcStep = image_width*3;
    int dstBgrStep = image_width*3;
    int dstYStep = image_width;
    int dstCbCrStep = image_width;
    IppiSize roiSize = {image_width, image_height};

    const Ipp8u* pRGB = (Ipp8u*)I;
    Ipp8u* pBGR = (Ipp8u*)sketch_buff; //BGR image is stored in sketch_buff
    Ipp8u *pDstY    = (Ipp8u*)J;                            //Y color plane is the first image_width*image_height pixels of J.
    Ipp8u *pDstCbCr = (Ipp8u*)&J[image_width*image_height]; //In NV12 format, UV plane starts below Y.

    const int bgrOrder[3] = {2, 1, 0};

    //Swap Red and Blue color channels - convert from RGB to BGR
    //Store the result into sketch_buff (sketch buffer is allocated outside the function)
    ipp_status = ippiSwapChannels_8u_C3R(pRGB, srcStep, pBGR, dstBgrStep, roiSize, bgrOrder);

    //if (ipp_status != ippStsNoErr), Handle errors...

    //Convert BGR to NV12 in BT.709 standard
    ipp_status = ippiBGRToYCbCr420_709CSC_8u_C3P2R(pBGR, srcStep, pDstY, dstYStep, pDstCbCr, dstCbCrStep, roiSize);

    //if (ipp_status != ippStsNoErr), Handle errors...
}