前言
使用zmm220核心板,IFACE102版本的内核等,4300型号的LCD,XC7011_SC1145摄像头,亲测有效。
本文章使用Markdown写法。
源码
需要注意的是,这份代码适用于UYVYUYVYUYVY
转RGB565
,其它类型的转换,看完后面的讲解后自然会举一反三。可以设置一个参数,用于选择数据类型,函数体中用switch case
。这里没进行这个处理。
/*
* YUV422打包数据,UYVY,转换为RGB565,
* inBuf -- YUV data
* outBuf -- RGB565 data
* imgWidth,imgHeight -- image width and height
* cvtMethod -- 无效参数
*/
int convert_uyvy_to_rgbunsigned char *inBuf, unsigned char *outBuf, int imgWidth, int imgHeight, int cvtMethod)
{
int rows ,cols; /* 行列标志 */
int y, u, v, r, g, b; /* yuv rgb 相关分量 */
unsigned char *YUVdata, *RGBdata; /* YUV和RGB数据指针 */
int Ypos, Upos, Vpos; /* Y U V在数据缓存中的偏移 */
unsigned int i = 0;
YUVdata = inBuf;
RGBdata = outBuf;
#if 0
/* YUYV */
Ypos = 0;
Upos = Ypos + 1;
Vpos = Upos + 2;
/* YVYU */
Ypos = 0;
Vpos = Ypos + 1;
Upos = Vpos + 2;
#endif
#if 1 /* UYVY */
Ypos = 1;
Upos = Ypos - 1;
Vpos = Ypos + 1;
#endif
/* 每个像素两个字节 */
forrows = 0; rows < imgHeight; rows++)
{
forcols = 0; cols < imgWidth; cols++)
{
/* 矩阵推到,百度 */
y = YUVdata[Ypos];
u = YUVdata[Upos] - 128;
v = YUVdata[Vpos] - 128;
r = y + v + v * 103) >> 8);
g = y - u * 88) >> 8) - v * 183) >> 8);
b = y + u + u * 198) >> 8);
r = r > 255?255:r < 0?0:r);
g = g > 255?255:g < 0?0:g);
b = b > 255?255:b < 0?0:b);
/* 从低到高r g b */
*RGBdata ++) = g & 0x1c) << 3) | b >> 3)); /* g低5位,b高5位 */
*RGBdata ++) = r & 0xf8) | g >> 5)); /* r高5位,g高3位 */
/* 两个字节数据中包含一个Y */
Ypos += 2;
//Ypos++;
i++;
/* 每两个Y更新一次UV */
if!i & 0x01))
{
Upos = Ypos - 1;
Vpos = Ypos + 1;
}
}
}
return 0;
}
这里面有几个关键点,一开始写错了,最好的办法是在纸上画出来,第二次重写的时候,在纸上画出来,编译运行一次性通过。光凭想象非常容易出纰漏或者进入思路误区。
代码分析
YUV三个分量的关系
首先你要确定ISP输出给CPU的控制器接口cim
的数据排列方式,也就是上面传入的参数inBuf中Y、U、V三分量的存储方式。如:YUYV、YVYU、UYVY、VYUY等。特别要注意当配置寄存器以便输出黑白图的时候,要确定ISP输出的是YUV400,也就是UV也占字节,只不过都是0,如XC7011_SC1145;还是只单独输出Y,如:gc0308.
这个可以通过工具验证,建议使用海康的YUVplayer
,比pYUV好用很多,也准确许多。
这里分析UYVY的存储方式,见下表:
YUV三分量各占一个字节,每两个Y共享一对UV,所以每个像素两个字节,在代码中的表现就是,Y递增两次才刷新一次UV,注意这里Y的递增是2,和网上的版本不同
据此可以很清晰的看出,对于UYVY来说,Y、U、V三个分量的关系如下:
Y=i和Y=i+2时
U=i-1;
V=i+1;
循环遍历
这个很容易搞错,特别是在做图像的裁剪时,一不注意就会数组越界导致段错误。
处理YUV422、RGB888等数据有个很实用的规律:对于遍历图像缓存数据的操作,特别是一个像素点对应多个字节的时候,for循环的遍历参数i、j等参考像素点的宽和高递增;而在循环体中涉及到图像缓存数据的操作,一律按照字节数来操作。RGB565数据处理也可以参考这个规律,只不过增加了数据的裁剪增补而已。
比如分析上面的例子:
图像的像素点宽高是imgHeight、imgWidth,所以for循环的写法就是:
forrows = 0; rows < imgHeight; rows++)
{
forcols = 0; cols < imgWidth; cols++)
{
}
}
循环的参考条件是像素点的宽和高,这样能保证大方向不会出错——遍历每个像素点,不会漏数据(这是对每次递增1来说的,还要看循环体的具体操作)。
如果每个像素点都要操作,且一个像素点对应两个字节,那么在循环体中你一次就要处理两个字节的数据,这能明白吧?但是针对UYVY这种YUV数据来说,参见上表,一般理解为每4个字节对应两个像素,因为这样理解包含了YUV数据的特性,不会出现Y占一个字节,UV各占半个字节的错觉。所以上面代码的写法思路就是:保证最里层的循环体执行两次——遍历两个像素点——处理4个字节数据——更新两次Y——更新一次UV
,这点很关键,否则循环体代码越写越乱,分析如下:
/* 矩阵推到,百度 */
y = YUVdata[Ypos];
u = YUVdata[Upos] - 128;
v = YUVdata[Vpos] - 128;
r = y + v + v * 103) >> 8);
g = y - u * 88) >> 8) - v * 183) >> 8);
b = y + u + u * 198) >> 8);
r = r > 255?255:r < 0?0:r);
g = g > 255?255:g < 0?0:g);
b = b > 255?255:b < 0?0:b);
/* 从低到高r g b */
*RGBdata ++) = g & 0x1c) << 3) | b >> 3)); /* g低5位,b高5位 */
*RGBdata ++) = r & 0xf8) | g >> 5)); /* r高5位,g高3位 */
这部分代码是网上提供的YUV和RGB的转换公式,实测证明有效,但是要注意几点
括号不能少
要做数值边界判断和处理
RGB的存储方式
yuv分量转换的来的rgb分量,都是各占一个字节,实际的RGB中,R、B各占5bits,G占6bits,总共是16bits两个字节。在这两个字节中,低字节存放g的低3位8bits中高6bits中的低3bits)和b的全部8bits中的高5位),高字节存放r的全部8bits中的高5位)和g的高3位8bits中高6bits中的高3bits)
/* 两个字节数据中包含一个Y */
Ypos += 2;
//Ypos++;
i++;
/* 每两个Y更新一次UV */
if!i & 0x01))
{
Upos = Ypos - 1;
Vpos = Ypos + 1;
}
这个应该很好懂了,j++两次,循环体执行两次,Y更新了两次,UV更新了一次。
结束语
明白了这种写法的原理,你就可以举一反三了,比如:每次处理两个像素、数据按照YUYV排列等,找一个适合自己的写法,彻底搞懂就不会再卡壳了。
(完-共勉)