【導讀】注1：注明《國際十進分類法UDC》的類號。及取得的研究成果。據我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方。獲得電子科技大學或其它教育機構的學位或證書而使用過的材料。說明并表示謝意。盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權電子科技大學可以將學位論文。掃描等復制手段保存、匯編學位論文?？s方式也在不斷發(fā)展和演進。在傳統(tǒng)數字視頻處理中，通常利用人眼對色度信號。色度信號分量，而對圖像質量不會產生較大的影響，從而減少圖像的數據量。像數據存在冗余，特別是存在的空間冗余使得圖像壓縮成為可能。內容而只能用程序分析其中的數據。實現(xiàn)為目標，設計一個播放軟件。先詳細分析了研究視頻播放所要設涉及的一些基。術框架、系統(tǒng)架構技術等相關技術進行分析研究。播放等功能，并給出了關鍵部分的代碼。件系統(tǒng)實現(xiàn)視頻源序列的播放，在播放過程中圖像穩(wěn)定、流暢、清晰。YUV播放器在播放過程中可以完成暫停，繼續(xù)，YUV三分量顯示的功能。

　　

【正文】 在 同 一 個 數 組 中 ， 通 常 是 幾 個 相 鄰 的 像 素 組 成 一 個 宏 像 素 （ macropixel）；而后者使用三個數組分開存放 YUV 三個分量，就像是一個三維 平面一樣。表 中的 YUY2 到 Y211 都是打包格式，而 IF09 到 YVU9 都是平面 格式。（注意：在介紹各種具體格式時， YUV 各分量都會帶有下標，如 Y0、 U0、 V0 表示第一個像素的 YUV 分量， Y U V1 表示第二個像素的 YUV 分量，以 此類推。） 表 YUV 的格式分類及打包方式 MEDIASUBTYPE_YUY2 YUY2 格式，以 4: 2:2 方式打包 MEDIASUBTYPE_YUYV YUYV 格式（實際格式與 YUY2 相同） MEDIASUBTYPE_YVYU YVYU 格式，以 4:2:2 方式打包 MEDIASUBTYPE_UYVY UYVY 格式，以 4: 2:2 方式打包 MEDIASUBTYPE_AYUV 帶 Alpha 通道的 4:4:4 YUV 格式 MEDIASUBTYPE_Y41P Y41P 格式，以 4: 1:1 方式打包 MEDIASUBTYPE_Y411 Y411 格式（實際格式與 Y41P 相同） MEDIASUBTYPE_Y211 Y211 格式 MEDIASUBTYPE_IF09 Y211 格式 MEDIASUBTYPE_IYUV IYUV 格式 MEDIASUBTYPE_YV12 YV12 格式 MEDIASUBTYPE_YVU9 YVU9 格式 YUV 采樣 YUV 的優(yōu)點之一是，色度頻道的采樣率可比 Y 頻道低，同時不會明顯降低視 覺質量。有一種表 示法可用來描述 U 和 V 與 Y 的采樣頻率比例，這個表示法稱為 A:B: C 表示法： 10 第二章 系統(tǒng)設計相關技術研究 4:4:4 表示色度頻道沒有下采樣。 4:2:2 表示 2:1 的水平下采樣，沒有垂直下采樣。對于每兩個 U 樣例或 V 樣例， 每個掃描行都包含四個 Y 樣例。 4: 2:0 表示 2:1 的水平下采樣， 2:1 的垂直下采樣。 4: 1:1 表示 4:1 的水平下采樣，沒有垂直下采樣。對于每個 U 樣例或 V 樣例， 每個掃描行都包含四個 Y 樣例。與其他格式相比， 4:1:1 采樣不太常用，本文不對 其進行詳細討論。 圖 21 顯示了 4:4:4 圖片中使用的采樣網格。燈光樣例用叉來表示，色度樣例 則用圈表示。 圖 21 YUV 4:4:4 樣例位置 4:2: 2 采樣的這種主要形式在 ITUR Remendation 中進行了定義。圖 22 顯示了此標準定義的采樣網格。 0 22 YUV 4:2:2 樣例位置 4: 2:0 采樣有兩種常見的變化形式 。其中一種形式用于 MPEG2 視頻，另一種 形式用于 MPEG1 以及 ITUT remendations 和 。圖 33 顯示了 MPEG1 方案中使用的采樣網格，圖 23 顯示了 MPEG2 方案中使用的采樣網格。 11 電子科技大學碩士學位論文 圖 23 YUV 4:2: 0 樣例位置（ MPEG1 方案） 0 24 YUV 4:2:0 樣例位置（ MPEG2 方 案） 0 MPEG1 方案相比，在 MPEG2 方案與為 4: 2:2 和 4:4: 4 格式定義的采樣網 格之間進行轉換更簡單一些。因此，在 Windows 中首選 MPEG2 方案，應該考慮 將其作為 4:2:0 格式的默認轉換方案。 為進一步深入研究，論文介紹如下基本概念： （ 1）表面原點：對于本文講述的 YUV 格式，原點 (0, 0)總是位于表面的左上 角。 （ 2）跨距：表面的跨距，有時也稱為間距，指的是表面的寬度，以字節(jié)數表 示。對于一個表面原點位于左上角的表面來說，跨距總是正 數。 （ 3）對齊：表面的對齊是根據圖形顯示驅動程序的不同而定的。表面始終應 該 DWORD 對齊，就是說，表面中的各個行肯定都是從 32 位 (DWORD)邊界開始 的。對齊可以大于 32 位，但具體取決于硬件的需求。 （ 4）打包格式與平面格式： YUV 格式可以分為打包格式和平面格式。在打包 格式中， Y、 U 和 V 組件存儲在一個數組中。像素被組織到了一些巨像素組中，巨 像素組的布局取決于格式。在平面格式中， Y、 U 和 V 組件作為三個單獨的平面進 行存儲。 12 第二章 系統(tǒng)設 計相關技術研究 在內存中的存儲方式 本節(jié)講述推薦用于視頻呈現(xiàn)的 8 位 YUV 格式。這些格式可以分為幾個類別： 4: 4:4 格式，每像素 32 位 4:2:2 格式，每像素 16 位 4:2:0 格式，每像素 16 位 4:2: 0 格式，每像素 12 位 4:4:4 格式，每像素 32 位 舉例一個 4: 4:4 格式， FOURCC 碼為 AYUV。這是一個打包格式，其中每個 像素都被編碼為四個連續(xù)字節(jié)，標記了 A 的字節(jié)包含 alpha 的值。其組織順序如圖 25 所示。 圖 25 AYUV 內存布局 4:2: 2 格式，每像素 16 位 支持兩個 4:2: 2 格式， FOURCC 碼為： YUY2 和 UYVY。這兩個都是打包格 式，其中每個巨像素都是編碼為四個連續(xù)字節(jié)的兩個像素。這樣會使得色度水平 下采樣乘以系數 2。 YUY2 在 YUY2 格式中，數據可被視為一個不帶正負號的 char 值組成的數組，其中 第一個字節(jié)包含第一個 Y 樣例，第二個字節(jié)包含第一個 U(Cb)樣例，第三個字節(jié) 包含第二個 Y 樣例，第四個 字節(jié)包含第一個 V(Cr)樣例，如圖 26 所示。 圖 26 YUY2 內存布局 如果該圖像被看作由兩個 littleendian WORD 值組成的數組，則第一個 WORD 在最低有效位 (LSB) 中包含 Y0，在最高有效位 (MSB)中包含 U。第二個 WORD 在 LSB 中包含 Y1，在 MSB 中包含 V。 YUY2 是用于 DirectX VA 的首選 4: 2:2 像素 格式。預期它會成為支持 4:2: 2 視頻的 DirectX VA 加速器的中期要求。 UYVY 13 電子科技大學碩士學位論文 此格式與 YUY2 相同，只是字節(jié)順序是與之相反的，即色度字節(jié)和燈光字節(jié) 是翻轉的如圖 37。如果該圖像被看作由兩個 littleendian WORD 值組成的數組， 則第一個 WORD 在 LSB 中包含 U，在 MSB 中包含 Y0，第二個 WORD 在 LSB 中 包含 V，在 MSB 中包含 Y1。 圖 37 UYVY 內存布局 4:2:0 格式，每像素 16 位 舉例兩個 4:2:0 每像素 16 位格式， FOURCC 碼為： IMC1 和 IMC3。這兩個 FOURCC 碼都是平面格式。色度頻道在水平方向和垂直方向上都要以系數 2 來進 行再次采樣。 IMC1 所有 Y 樣例都會作為不帶正負號的 char 值組成的數組首先顯示在內存中。后面跟 著所有 V(Cr)樣例，然后是所有 U(Cb)樣例。 V 和 U 平面與 Y 平面具有相同的跨距， 從而生成如圖 28 所示的內存的未使用區(qū)域。 圖 28 IMC1 內存布局 IMC3 此格式與 IMC1 相同 ，只是 U 和 V 平面進行了交換，如圖 29： 14 第二章 系統(tǒng)設計相關技術研究 0 29 IMC3 內存布局 4: 2:0 格式，每像素 12 位 舉例四個 4:2: 0 每像素 12 位格式， FOURCC 碼如下： IMC IMC YV12 和 NV12。在所有這些格式中，色度頻道在水平方向和垂直方向上都要以系數 2 來 進行再次采樣。 IMC2 此格式與 IMC1 相同，只是 V(Cr)和 U(Cb) 行 在半跨距邊界處進行了交錯，即 色度區(qū)域中的每個完整跨距行都以一行 V 樣例開始，然后是一行在下一個半跨距 邊界處開始的 U 樣例，如圖 310。此布局與 IMC1 相比，能夠更加高效地利用地 址空間。它的色度地址空間縮小了一半，因此整體地址空間縮小了 25%。在各個 4: 2:0 格式中， IMC2 是第二首選格式，排在 NV12 之后。 圖 210 IMC2 內存布局 IMC4 此格式與 IMC2 相同，只是 U (Cb) 和 V (Cr) 行進行 了交換，如圖 311： 15 電子科技大學碩士學位論文 圖 211 IMC4 內存布局 YV12 所有 Y 樣例都會作為不帶正負號的 char 值組成的數組首先顯示在內存中。此 數組后面緊接著所有 V(Cr)樣例。 V 平面的跨距為 Y 平面跨距的一半， V 平面包含 的行為 Y 平面包含行的一半。 V 平面后面緊接著所有 U(Cb)樣例，它的跨距和行 數與 V 平面相同，如圖 212。 圖 212 YV12 內存布局 NV12 所有 Y 樣例都會作為由不帶正負號的 char 值組成的數組首先顯示在內存中， 并且行數為偶數。 Y 平面后面緊接著一個由不帶正負號的 char 值組成的數組，其 中包含了打包的 U(Cb)和 V(Cr)樣例，如圖 313 所示。當組合的 UV 數組被視為 一個由 littleendian WORD 值組成的數組時， LSB 包含 U 值， MSB 包含 V 值。 NV12 是用于 DirectX VA 的首選 4:2:0 像素格式。預期它會成為支持 4:2:0 視頻 的 DirectX VA 加速器的中期要求。 16 第二章 系統(tǒng)設計相關技術研究 圖 213 YV12 內存布局 MFC 概述 MFC(Microsoft Foundation Classes) ， 是 一個 微軟 公 司提 供的 類 庫（ class libraries），以 C++類的形式封裝了 Windows 的 API，并且包含一個應用程序框架， 以減少應用程序開發(fā)人員的工作量 [17]。其中包含的類包含大量 Windows 句柄封裝 類和很多 Windows 的內建控件和組件的封裝類。 MFC 中的各種類結合起來構成 了一個應用程序框架，它的目的就是讓程序員在此基礎上來建立 Windows 下的應 用程序，這是一種相對 SDK 來說更為簡單的方法。因為總體上， MFC 框架定義了 應用程序的輪廓，并提供了用戶接口的標準實現(xiàn)方法，程序員所要做的就是通過 預定義的接口把具體應用程序特有的東西填入這個輪廓。 Microsoft Visual C++提供 了相應的工具來完成這個工作： AppWizard 可以用來生成初 步的框架文件 (代碼和 資源等 ) ；資源編輯器用于幫助直觀地設計用戶接口： ClassWizard 用來協(xié)助添加 代碼到框架文件；最后，編譯，則通過類庫實現(xiàn)了應用程序特定的邏輯。 封裝 構成 MFC 框架的是