如何使用IPP將RGB轉換為NV12色彩空間

Question

像Intel®MediaSDK這樣的視頻編碼器需要NV12視頻輸入格式。

NV12格式是YUV 4：2：0格式，在存儲器中排序，首先是Y平面，然后是交錯UV平面中的打包色度樣本。

例：
YYYYYY
YYYYYY
UVUVUV

RGB顏色格式，指像素級RGB（每像素字節，低字節為紅色）：
RGBRGBRGBRGBRGB
RGBRGBRGBRGBRGB

我做了一些網絡研究，發現對於NV12， YUV被定義為YCbCr色彩空間。 目前至少有兩種可能的YCbCr格式適用於NV12：

• BT.601 - 應用SDTV
• BT.709 - 應用高清電視

我的問題是： 是否有將IP色彩空間轉換為NV12的IPP功能？

Answer 1

我發現IPP功能存在：

ippiRGBToYCbCr420_8u_C3P2R

很難找到，因為功能名稱或描述沒有提到NV12。
該功能使用BT.601標准。

以下是在BT.601標准中將RGB轉換為NV12的代碼示例：

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標准將RGB轉換為NV12：

至於2019年，BT.709（HDTV）標准可能比BT.601（SDTV）更具相關性。

IPP缺乏在BT.709標准中從RGB直接轉換為NV12的功能。
有一個功能可以將BGR轉換為NV12 。
該解決方案包括兩個階段：

1. 從RGB轉換為BGR （交換通道）。
   代碼示例使用ippiSwapChannels_8u_C3R進行RGB到BGR轉換。
2. 從BGR轉換為NV12 。
   代碼示例使用ippiBGRToYCbCr420_709CSC_8u_C3P2R進行BGR到NV12的轉換。

樣本函數需要一些額外的存儲空間來存儲中間BGR圖像。
指向草圖存儲器的指針被傳遞給函數（存儲器應該在函數外部分配）。

以下是在BT.709標准中將RGB轉換為NV12的代碼示例：

//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...
}