如何使用opencv python将YUV_420_888转换为BGR？

Question

我有三个 ndarray，即 Y.shape(307200,) U.shape(153599,) V.shape(153599,)。 使用 opencv python 将其转换为 BGR 的有效方法是什么？ 这些数组采用YUV_420_888格式。

my_image 是 640*640

我的代码是

Y= np.fromstring(Y, dtype=np.uint8)
U= np.fromstring(U, dtype=np.uint8)
V= np.fromstring(V, dtype=np.uint8)
Y= np.reshape(Y, (480,640))
U= np.reshape(U, (480,320))
V= np.reshape(V, (480,320))
YUV = np.append(Y,U)
YUV = np.append(YUV,V)
img = np.reshape(YUV,(960,640))
img = np.asarray(img, dtype = np.uint8)
img = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_YUV2BGR_NV21)

Answer 1

更新答案

这里的信息告诉我，Android NV21 图像与所有 Y（亮度）值连续存储并以全分辨率采样，然后 V 和 U 样本交错并以分辨率的 1/4（高度的 1/2）进行存储宽度的 1/2）。 我在下面创建了一个虚拟的 NV21 框架并将其转换为 OpenCV BGR 格式，这也确认了布局和 OpenCV 解释它的方式。 下面的所有代码都是按照从上到下的顺序运行的，所以只需删除图像并将所有行挤在一起就可以创建一个 Python 脚本：

#!/usr/bin/env python3

import cv2
import numpy as np

# Define width and height of image
w,h = 640,480

# Create black-white gradient from top to bottom in Y channel
f = lambda i, j: int((i*256)/h)
Y = np.fromfunction(np.vectorize(f), (h,w)).astype(np.uint8) 
# DEBUG
cv2.imwrite('Y.jpg',Y)

这给了 Y：

# Dimensions of subsampled U and V
UVwidth, UVheight = w//2, h//2

# U is a black-white gradient from left to right
f = lambda i, j: int((j*256)/UVwidth)
U = np.fromfunction(np.vectorize(f), (UVheight,UVwidth)).astype(np.uint8)  
# DEBUG 
cv2.imwrite('U.jpg',U)

这给了你：

# V is a white-black gradient from left to right
V = U[:,::-1] 
# DEBUG 
cv2.imwrite('V.jpg',V)

这给了 V：

# Interleave U and V, V first NV21, U first for NV12
U = np.ravel(U)
V = np.ravel(V)
UV = np.empty((U.size+V.size), dtype=np.uint8)
UV[0::2] = V
UV[1::2] = U

# Lay out Y plane, followed by UV
YUV = np.append(Y,UV).reshape((3*h)//2,w)

BGR = cv2.cvtColor(YUV.astype(np.uint8), cv2.COLOR_YUV2BGR_NV21)
cv2.imwrite('result.jpg',BGR)

这给出了这个。 希望您能看到单个 Y、U 和 V 分量的正确 RGB 表示如何。

所以，总而言之，我相信 NV21 图像中的 2x2 图像是用交错的 VU 存储的，如下所示：

Y Y Y Y V U V U

并且 2x2 NV12 图像与交错 UV 一起存储，如下所示：

Y Y Y Y U V U V

并且 YUV420 图像（Raspberry Pi）完全平面存储：

Y Y Y Y U U V V

原答案

我没有要测试的数据，而且你的问题缺少一些细节，但我看到 5 小时后没有人回答你，所以我会试着让你开始......没有人说答案必须完整。

首先，我从你的Y.shape(307200)猜测你的图像是 640x480 像素，对吗？

其次，您的U.shape(153599)和V.shape(153599)看起来不正确 - 它们应该正好是Y.shape一半，因为它们以 2:1 的速率采样。

一旦你解决了这个问题，我认为你需要拿你的Y数组并附加U数组，然后是V数组，这样你就有了一个连续的数组。 然后，您需要使用代码cv2.CV_YUV2BGR_NV21将其传递给cvtColor() 。

您可能需要在追加之前重塑您的数组，例如im = Y.reshape(480,640) 。

我知道当你使用 OpenCV 的 C++ 接口时，你必须将图像的高度设置为实际高度的 1.5 倍（同时保持宽度不变） - 所以你可能也需要尝试一下。

我永远不会记得 OpenCV 为图像打开模式（如IMREAD_ANYDEPTH 、 IMREAD_GRAYSCALE ）和cvtColor()提供的所有常量，所以这里有一个方便的方法来找到它们。 我启动ipython ，如果我正在寻找 Android NV21 常量，我会这样做：

import cv2

[i for i in dir(cv2) if 'NV21' in i]                                                                                                                       
Out[29]: 
['COLOR_YUV2BGRA_NV21',
 'COLOR_YUV2BGR_NV21',
 'COLOR_YUV2GRAY_NV21',
 'COLOR_YUV2RGBA_NV21',
 'COLOR_YUV2RGB_NV21']

所以你需要的常量可能是COLOR_YUV2BGR_NV21

同样的技术适用于imread()参数：

items=[i for i in dir(cv2) if i.startswith('IMREAD')]                                                                                                                                                          

In [22]: items                                                                                                                                                      

['IMREAD_ANYCOLOR',
 'IMREAD_ANYDEPTH',
 'IMREAD_COLOR',
 'IMREAD_GRAYSCALE',
 'IMREAD_IGNORE_ORIENTATION',
 'IMREAD_LOAD_GDAL',
 'IMREAD_REDUCED_COLOR_2',
 'IMREAD_REDUCED_COLOR_4',
 'IMREAD_REDUCED_COLOR_8',
 'IMREAD_REDUCED_GRAYSCALE_2',
 'IMREAD_REDUCED_GRAYSCALE_4',
 'IMREAD_REDUCED_GRAYSCALE_8',
 'IMREAD_UNCHANGED']