python YUV444转yuv420

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文章标签 视频转换 python Python 文章分类 Python 后端开发

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Python YUV444转YUV420

在视频编码中，YUV是一种数字编码格式，其中Y表示亮度（亮度），U和V表示色度（色度）。 YUV444和YUV420是两种常用的YUV格式，其中YUV444表示每个像素都有独立的亮度和色度分量，而YUV420表示每4个像素共享一个色度分量。

本文将介绍如何使用Python将YUV444格式的视频转换为YUV420格式的视频。我们将使用numpy库来进行数组操作和计算，以及opencv库来读取和写入视频文件。

流程图

flowchart TD;
    A(开始) --> B(读取YUV444视频);
    B --> C(转换为YUV420);
    C --> D(写入YUV420视频);
    D --> E(结束);

读取YUV444视频

首先，我们需要读取原始的YUV444视频文件。在此示例中，我们将使用opencv库来读取视频文件，并将其转换为YUV444格式的numpy数组。

import cv2
import numpy as np

# 读取YUV444视频
cap = cv2.VideoCapture('input.yuv')
width = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH))
height = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT))

yuv444_frames = []
while True:
    ret, frame = cap.read()
    if not ret:
        break
    yuv444_frames.append(frame)

yuv444_array = np.array(yuv444_frames)

转换为YUV420

接下来，我们将YUV444格式的视频转换为YUV420格式的视频。在YUV420格式中，色度分量的分辨率比亮度分量的分辨率要低，因此我们需要对色度分量进行降采样。

def yuv444_to_yuv420(yuv444_array):
    yuv420_array = np.zeros((len(yuv444_array), height, width), dtype=np.uint8)

    for i, frame in enumerate(yuv444_array):
        y = frame[:,:,0]
        u = frame[:,:,1]
        v = frame[:,:,2]

        yuv420_frame = np.zeros((height, width), dtype=np.uint8)
        yuv420_frame[:,:] = y

        for row in range(0, height, 2):
            for col in range(0, width, 2):
                u_avg = np.mean(u[row:row+2, col:col+2])
                v_avg = np.mean(v[row:row+2, col:col+2])
                yuv420_frame[row:row+2, col:col+2] = u_avg
                yuv420_frame[row+1:row+2, col:col+2] = v_avg

        yuv420_array[i] = yuv420_frame

    return yuv420_array

yuv420_array = yuv444_to_yuv420(yuv444_array)

写入YUV420视频

最后，我们将转换后的YUV420数组写入新的YUV420格式视频文件。

yuv420_frames = yuv420_array.tolist()

out = cv2.VideoWriter('output.yuv', cv2.VideoWriter_fourcc('I', '4', '2', '0'), 30.0, (width, height))

for frame in yuv420_frames:
    out.write(np.expand_dims(frame, axis=-1))

out.release()

完成以上步骤后，您就成功将YUV444格式的视频转换为YUV420格式的视频了。您可以使用任何支持YUV420格式的视频播放器来播放新生成的视频文件。

总结一下，本文介绍了如何使用Python将YUV444格式的视频转换为YUV420格式的视频。我们通过读取YUV444视频、转换为YUV420格式、写入YUV420视频三个步骤完成了整个转换过程。希望本文能帮助您更好地理解YUV格式的视频编码。