专利名称：一种基于色度信息分类的电脑桌面视频yuv444转yuv420的格式转换方法
技术领域：
本发明涉及视频信息处理领域，具体涉及一种针对电脑桌面视频的YUV444转YUV420的格式转换方法。
背景技术：
YUV是一种用亮度分量(Y分量)和色度分量(U分量和V分量)一起表示的视频格式，根据Y分量、U分量和V分量之间比例的不同，可以分为YUV444、YUV422、YUV420等不同类型格式(见毕厚杰，王健.新一代视频压缩编码标准H.264/AVC.人民邮电出版社.2009)，其中YUV444视频格式的Y、U、V三个分量具有同样的水平和垂直分辨率，每一个像素位置，都有3个分量，Y分量、U分量和V分量，即每个2x2亮度分量数据块对应I个2x2 色度U分量数据块和I个2x2色度V分量数据块。而在YUV420视频格式中，在水平和垂直分辨率方面，U色度分量分辨率和V色度分量分辨率均是Y分量分辨率的一半，即每个2x2亮度分量数据块对应I个色度U分量数据和I个色度V分量数据。因而，YUV444视频格式在向YUV420视频格式的转换过程中，色度分量是由YUV444格式数据中的每个2x2色度数据块转换为YUV420格式的I个对应的色度数据，实现水平方向和垂直方向分辨率的二分之一比例缩小转换(见 Iain E. G. Richardson. Video Codec Design. John ffiley&Sons Ltd. 2002 ;又见 Iain E. G. Richardon. H. 264 and MPEG-4 Video Compression Video Coding for NextGeneration Multimedia. Wiley Press. 2003)。虽然YUV420视频格式与其它的YUV视频格式相比，它的色度信息最少，但对人眼的色度感觉而言，这种格式的视觉效果与其他YUV视频格式非常接近，且由于色度信息更少，其整体视频数据量较少，因此YUV420视频格式被很多视频编码标准选择作为视频编码的输入(见 Iain E. G. Richardson. Video Codec Design. John ffiley&SonsLtd.2002 ；又见 Atul Puri, Xuemin Chen, Ajay Luthra. Video coding using theH. 264/MPEG-4 AVCcompression standard. Signal Processing:Image Communication19 (2004) 793-849)，广泛应用于数字电视、视频会议、DVR等领域。电脑桌面视频是对电脑桌面视频信号进行采集存储得到的视频数据，用于记录电脑桌面的操作和进行状况。由于电脑桌面的分辨率和刷新频率都比较高，直接采集的电脑桌面视频数据量巨大。因此需要对电脑桌面视频进行编码压缩以减少存储的数据量。通常情况下，在进行电脑桌面视频的编码前，先要将直接采集的RGB888或RGB565等RGB视频格式转换为 YUV444 视频格式(见 Keith Jack. Video Demystified A Handbook for theDigital Engineer. LLH Technology Publishing, 2001),再将 YUV444视频格式转换为更适合通用视频编码器输入的YUV420视频格式。通用视频常用的YUV444格式转YUV420格式的转换方法主要有两种，一种是从每个2x2色度分量数据块中的4个色度分量数据中直接抽取I个色度分量数据的方法，来实现YUV444格式到YUV420格式的转换，另一种是计算每个2x2色度数据块中的4个色度分量数据的平均值的方法，得到对应的I个色度分量数据，来实现YUV444格式到YUV420格式的转换。在电脑桌面屏幕上，存在有较多的块状和条形区域，往往具有相同的颜色，而具有相同颜色的视觉重要性更高，并且桌面屏幕上存在较多的单像素线条和字符数据，常用的直接抽取和直接取平均值的YUV444转YUV420的方法虽然计算量低，但由于对所有色度块的转换都采用单一的处理，使色度信息损失较多，桌面视频的线条和文字的色度特征偏差较大，不能完全满足对色度效果要求较高的电脑桌面视频记录应用。本文针对电脑桌面视频数据的特点，提出一种基于色度信息分类的电脑桌面视频的YUV444转YUV420的格式转换方法，得到的YUV420电脑桌面视频比采取直接抽取法和直接平均值法得到的YUV420电脑桌面视频保持较多的色度信息，为电脑桌面视频的压缩提供具有良好色度质量的YUV420格式输入视频，以提高压缩后视频流的图像质量。
发明内容
为了克服现有的YUV444转YUV420电脑桌面视频格式的直接抽取方法和直接取平均值方法对色度分量转换处理单一，导致色度信息损失较多的问题，本发明提供了一种基于色度信息分类的电脑桌面视频YUV444转YUV420的格式转换方法，能够使得转换后YUV420格式的桌面视频保持较多的色度信息，为电脑桌面视频的压缩提供具有良好色度质 量的YUV420格式输入视频，以提高压缩后电脑桌面视频流的图像质量。为了解决上述技术问题采用的技术方案为一种基于色度信息分类的电脑桌面视频YUV444转YUV420的格式转换方法，所述格式转换方法包括以下步骤(I)输入一帧待转换的YUV444视频格式数据；(2)取出一个未转换的2x2色度分量数据块，用P1、P2、P3和P4表示当前2x2色度分量数据块按从上到下且从左到右顺序排列的4个色度分量数据，即P1是2x2色度分量数据块的左上角的色度分量数据，P2是2x2色度分量数据块的右上角的色度分量数据，P3是2x2色度分量数据块的左下角的色度分量数据，P4是2x2色度分量数据块的右下角的色度分量数据；所述的2x2色度分量数据块是色度U分量类型的2x2数据块或者色度V分量类型的2x2数据块；(3)根据2x2色度分量数据块中4个色度分量数据之间的数据相等关系来确定该2x2色度分量数据块所属类型，再根据所属类型将2x2色度分量数据块转换为与YUV420格式对应的I个色度分量数据Pt，具体过程如下将2x2色度分量数据块的4个色度分量数据之间的数据相等关系分为5种情况I)四个色度分量数据相互之间都不相等；2)仅有两个色度分量数据相等，剩余两个色度分量数据之间不相等，且剩余两个色度分量数据分别与两个相等的色度分量数据都不相等；
3)两对色度分量数据相等，但是两对色度分量数据之间不相等；4)四个色度分量数据之中有三个色度分量数据相等，另一个色度分量数据与其它三个不相等；5)四个色度分量数据之间均相等；对这5种情况进行分类，将上述情况I)和5)归为一类，记为a类，对于这一类的处理，采用对四个色度分量数据直接取平均值得到与YUV420格式对应的一个色度分量数据Pt的方法；将情况2)归为一类，记为b类，对于这一类，给予两个相等的色度分量数据0. 70的整体权重，另外两个与其它色度分量数据都不相等的色度分量数据各自给予0. 15的权重，接着根据所分配的权重对四个色度分量数据进行加权平均，得到与YUV420格式对应的一个色度分量数据Pt ;将情况3)归为一类，记为c类，对于这一类，根据对比2x2色度分量数据块与其空间邻近的色度分量数据的差别来确定分配的权重，接着根据分配的权重对四个色度分量数据进行加权平均，得到与YUV420格式对应的一个色度分量数据Pt ;将情况4)归为一类，记为d类，对于这一类，给予三个色度分量数据值相等的色度分量数据0. 85的整体权重，另外一个色度分量数据给予0. 15的权重，接着根据所分配的权重对四个色度分量数据进行加权平均，得到与YUV420格式对应的色度分量值Pt ；(4)取出下一个未转换的2x2色度分量数据块，重复步骤(2)-(3)，直至当前帧所有的2x2色度分量数据块转换完毕；(5)取出步骤(I)中获取的该帧视频数据的所有亮度分量数据，与由步骤(2)-(4)得到的转换后的色度分量数据组合为YUV420格式电脑桌面视频数据。进一步，所述步骤(3)中，每类2x2色度分量数据块的具体格式转换如下
对于属于a类的2x2色度分量数据块，根据公式(I)计算得到与YUV420格式对应的色度分量值Pt Pt=O. 25^ (PJ+P2+P3+P4) (I)对于属于b类的2x2色度分量数据块，根据公式(II)计算得到与YUV420格式对应的色度分量值Pt Pt=O. 70 !+0. 15*X2+0. 15*X3 (II)式(II)中X1表示PpP2、P3和P4中相等的那对色度分量数据中的一个色度分量数据，X2和X3分别表示另外两个分别与其它色度分量数据值都不相等的色度分量数据，给X1的分配的整体权重为0. 70，给X2和X3各自分配0. 15的权重；对于属于c类的2x2色度分量数据块，先确定两对相等的色度分量数据的分布情况，分为3种情况，第一种情况是位于第一行的两个色度分量数据相等，位于第二行的两个色度分量数据相等；第二种情况是位于第一列的两个色度分量数据相等，位于第二列的两个色度分量数据相等；第三种情况是位于左上角的色度分量数据与位于右下角的色度分量数据相等，位于右上角的色度分量数据与位于左下角的色度分量数据相等；记T1和T2是当前2x2色度分量数据块的上方从左到右排列的两个色度分量数据，B1和B2是当前2x2色度分量数据块的下方从左到右排列的两个色度分量数据，L1和L2是在当前2x2色度分量数据块的左边从上到下排列的两个色度分量数据，R1和R2是在当前2x2色度分量数据块的右边从上到下排列的两个色度分量数据；对于c类中的第一种情况，计算位于当前2x2色度分量数据块的第一行两个色度分量数据(即P1和P2)与位于各自上方的色度分量数据(即T1和T2)的差值绝对值和D1，如式(III)所示；再计算位于当前2x2色度分量数据块第二行的两个色度分量数据(即P3和P4)与位于各自下方的色度分量数据(即B1和B2)的差值绝对值和D2，如式(IV)所示；比较两个差值绝对值和的大小，给差值绝对值和较大的一对色度分量数据分配0. 70的整体权重，给差值绝对值和较小的一对色度分量数据分配0. 30的整体权重，如式(V)所示D1= IP1-T11 +1P2-T2 (III)D2= IP3-B11 +1P4-B2 (IV)Pt=O. 70^+0. 30*X2 (V)
式(V)中，X1表示被分配0. 70整体权重的那对色度分量数据中的一个色度分量数据，X2表示被分配了 0. 30整体权重的那对色度分量数据中的一个色度分量数据；若当前2x2色度分量数据块不存在上方色度分量数据(即不存在T1和T2),或者不存在下方色度分量数据(即不存在B1和B2),或者D1和D2相等时，则采用与a类相同的直接取均值的转换方法，如式⑴所示；对于c类中的第二种情况，计算位于当前2x2色度分量数据块的第一列的两个色度分量数据(即P1和P3)与位于各自左方的色度分量数据(即L1和L2)的差值绝对值和D3,如式(VI)所示；再计算位于当前2x2色度分量数据块的第二列的两个色度分量数据(即P2和P4)与位于各自右方的色度分量数据(即R1和R2)的差值绝对值和D4，如式(VII)所示；比较两个差值绝对值和的大小，给差值绝对值和较大的一对色度分量数据分配0. 70的整体权重，给差值绝对值和较小的一对色度分量数据分配0. 30的整体权重，如式(V)所示；若当前2x2色度分量数据块不存在左方色度分量数据(即不存在L1和L2),或者不存在右方色 度分量数据(即不存在R1和R2),或者D3和D4相等时，则采用与a类相同的直接取均值的转换方法，如式(I)所示；D3= I Pi-L11 +1 P3_L2 (VI)D4= IP2-R11 +1P4-R2 (VII)对于c类中的第三种情况，计算位于当前2x2色度分量数据块的左下角色度分量数据P3和右上角色度分量数据P2分别与左上角色度分量数据P1和位于P2上方的色度分量数据T2的差值绝对值和D5，如式(VIII)所示；再计算位于当前2x2色度分量数据块的右下角色度分量数据P4和左上角色度分量数据P1分别与右上角色度分量数据P2和位于P1上方的色度分量数据T1的差值绝对值和D6，如式(IX)所示。比较两个差值绝对值和的大小，给差值绝对值和较大的一对色度分量数据分配0. 70的整体权重，给差值绝对值和较小的一对色度分量数据分配0.30的整体权重，如式(V)所示。若当前2x2色度分量数据块不存在上方色度分量数据(即不存在T1和T2)或者D5和D6相等时，则采用与a类相同的直接取均值的转换方法，如式(I)所示；D5=IP3-P11+ IP2-T21 (VIII)D6= I P4-P21 + I P1-T1 (IX)对于属于d类的2x2色度分量数据块，根据公式(X)计算得到与YUV420格式对应的色度分量数据Pt Pt=O. 85^+0. 15*X2 (X)式⑴中X1表示Pp P2、P3和P4中相等的三个色度分量数据中的一个色度分量数据，X2表示与其它三个色度分量数据都不相等的色度分量数据，分配给X1的整体权重值为0. 85，X2分配0. 15的权重值。本方法的技术构思为因为现有的YUV444转YUV420电脑桌面视频格式的直接抽取方法和直接取平均值方法过于单一，造成转换后视频的色度信息损失较大，因此本方法经过对2x2色度分量数据块中的数据相等关系进行分析，对不同的相等关系分配给4个色度分量数据不同的权重。在相等关系的5种情况中，情况I是4个色度分量数据值均不相等，给予它们某一个或某一些色度分量数据较大或较小的权重均不合适，并且这一情况出现的比例较小；情况5是4个色度分量数据的值相等，让转换后的YUV420的色度分量值与YUV444的色度分量数据值相等即可，因此对以上两种情况(即a类)采用取平均值的方法是较为合理的。情况3 (即c类)是有两对色度分量数据相等，这在电脑桌面视频数据中十分常见(许多单像素线与文字中都会出现)，本方法对情况3进行了深入分析，根据每对色度分量数据与其邻近数据的差异大小来分配各自 的权重。情况2 (即b类)和情况4 (即d类)中，由于在4个色度分量数据中有2个或3个数据值相等的色度分量数据，这些数据的个数大于其他的色度分量数据的个数，因此，对于这些情况，赋予色度分量数据值相等的数据较大的权重。与现有技术相比，本方法具有以下有益效果本方法提供一种基于色度信息分类的电脑桌面视频YUV444转YUV420的格式转换方法。该方法适用于YUV444格式到YUV420格式的电脑桌面视频格式转换，与现有技术相t匕，具有以下特点和优点先根据4个色度分量数据之间的相等关系来进行分类，再根据所属类型确定相应的转换方法，使得转换后YUV420格式的电脑桌面视频保持较多的色度信息，为电脑桌面视频的压缩提供具有良好色度质量的YUV420格式输入视频，以提高压缩后视频流的图像质量。
图I为一种基于色度信息分类的电脑桌面视频YUV444转YUV420的格式转换方法的框图。图2为当前2x2色度分量数据块及其邻近色度分量数据的位置示意图。
具体实施例方式下面结合实施例和附图来详细说明本发明。下文中所述的Y分量即为视频信号YUV色彩空间中的亮度分量，U和V分量为视频信号YUV色彩空间中的两个色度分量。如图I所示，一种基于色度信息分类的电脑桌面视频YUV444转YUV420的格式转换方法，包括以下步骤(I)输入一帧待转换的YUV444视频格式数据。(2)取出一个未转换的2x2色度分量数据块。用P:、P2、P3和P4表示当前2x2色度分量数据块按从上到下且从左到右顺序排列的4个色度分量数据，即P1是2x2色度分量数据块的左上角的色度分量数据，P2是2x2色度分量数据块的右上角的色度分量数据，P3是2x2色度分量数据块的左下角的色度分量数据，P4是2x2色度分量数据块的右下角的色度分量数据。所述的2x2色度分量数据块是色度U分量类型的2x2数据块或者色度V分量类型的2x2数据块。(3)根据2x2色度分量数据块中4个色度分量数据之间的数据相等关系来确定该2x2色度分量数据块所属类型，再根据所属类型将2x2色度分量数据块转换为与YUV420格式对应的I个色度分量数据PT。将2x2色度分量数据块的4个色度分量数据之间的数据相等关系分5种情况1)四个色度分量数据相互之间都不相等；2)仅有两个色度分量数据相等，剩余两个色度分量数据之间不相等，且剩余两个色度分量数据分别与两个相等的色度分量数据都不相等；3)两对色度分量数据相等，但是两对色度分量数据之间不相等；4)四个色度分量数据之中有三个色度分量数据相等，另一个色度分量数据与其它三个不相等；5)四个色度分量数据之间均相等。本方法对这5种情况进行分类，将上述情况I和5归为一类，记为a类，对于这一类的处理，采用对四个色度分量数据直接取平均值得到与YUV420格式对应的一个色度分量数据Pt的方法；将情况2归为一类，记为b类，对于这一类，根据经验给予两个相等的色度分量数据0. 70的整体权重，另外两个与其它色度分量数据都不相等的色度分量数据各自给予0. 15的权重，接着根据所分配的权重对四个色度分量数据进行加权平均，得到与YUV420格式对应的一个色度分量数据Pt ;将情况3归为一类，记为c类，对于这一类，根据对比2x2色度分量数据块与其空间邻近的色度分量数据的差别来确定分配的权重，接着根据分配的权重对四个色度分量数据进行加权平均，得到与YUV420格式对应的一个色度分量数据Pt ；将情况4归为一类，记为d类，对于这一类，根据经验给予三个色度分量数据值相等的色度分量数据0. 85的整体权重，另外一个色度分量数据给予0. 15的权重，接着根据所分配的权重对四个色度分量数据进行加权平均，得到与YUV420格式对应的色度分量值PT。每类2x2 色度分量数据块的具体格式转换如下对于属于a类的2x2色度分量数据块，根据公式(I)计算得到与YUV420格式对应的色度分量值Pt Pt=O. 25^ (PJ+P2+P3+P4) (I)对于属于b类的2x2色度分量数据块，根据公式(II)计算得到与YUV420格式对应的色度分量值Pt Pt = 0. 70^+0. 15*X2+0. 15*X3 (II)式(II)中X1表示PpP2、P3和P4中相等的那对色度分量数据中的一个色度分量数据，X2和X3分别表示另外两个分别与其它色度分量数据值都不相等的色度分量数据，给X1的分配的整体权重为0. 70，给X2和X3各自分配0. 15的权重。对于属于c类的2x2色度分量数据块，先确定两对相等的色度分量数据的分布情况，这其中只有3种情况，一是位于第一行的两个色度分量数据相等，位于第二行的两个色度分量数据相等；二是位于第一列的两个色度分量数据相等，位于第二列的两个色度分量数据相等；三是位于左上角的色度分量数据与位于右下角的色度分量数据相等，位于右上角的色度分量数据与位于左下角的色度分量数据相等。记T1和T2是当前2x2色度分量数据块的上方从左到右排列的两个色度分量数据，B1和B2是当前2x2色度分量数据块的下方从左到右排列的两个色度分量数据,L1和L2是在当前2x2色度分量数据块的左边从上到下排列的两个色度分量数据，R1和R2是在当前2x2色度分量数据块的右边从上到下排列的两个色度分量数据，具体分布如图2所示。对于c类中的第一种情况，计算位于当前2x2色度分量数据块的第一行两个色度分量数据(即P1和P2)与位于各自上方的色度分量数据(即T1和T2)的差值绝对值和D1,如式(III)所示；再计算位于当前2x2色度分量数据块第二行的两个色度分量数据(即P3和P4)与位于各自下方的色度分量数据(即B1和B2)的差值绝对值和D2，如式(IV)所示。比较两个差值绝对值和的大小，给差值绝对值和较大的一对色度分量数据分配0. 70的整体权重，给差值绝对值和较小的一对色度分量数据分配0. 30的整体权重，如式(V)所示
D1= IP1-T11 +1P2-T2 (III)D2= IP3-B11 +1P4-B2 (IV)PT=0. 70^+0. 30*X2 (V)式(V)中，X1表示被分配0. 70整体权重的那对色度分量数据中的一个色度分量数据，X2表示被分配了 0. 30整体权重的那对色度分量数据中的一个色度分量数据。若当前2x2色度分量数据块不存在上方色度分量数据(即不存在T1和T2),或者不存在下方色度分量数据(即不存在B1和B2),或者D1和D2相等时，则采用与a类相同的直接取均值的转换方法，如式(I)所示。对于c类中的第二种情况，计算位于当前2x2色度分量数据块的第一列的两个色度分量数据(即P1和P3)与位于各自左方的色度分量数据(即L1和L2)的差值绝对值和D3,如式(VI)所示；再计算位于当前2x2色度分量数据块的第二列的两个色度分量数据(即P2 和P4)与位于各自右方的色度分量数据(即R1和R2)的差值绝对值和D4，如式(VII)所示。比较两个差值绝对值和的大小，给差值绝对值和较大的一对色度分量数据分配0. 70的整体权重，给差值绝对值和较小的一对色度分量数据分配0. 30的整体权重，如式(V)所示。若当前2x2色度分量数据块不存在左方色度分量数据(即不存在L1和L2),或者不存在右方色度分量数据(即不存在R1和R2),或者D3和D4相等时，则采用与a类相同的直接取均值的转换方法，如式(I)所示。D3= I Pi-L11 +1 P3_L2 (VI)D4= IP2-R11 +1P4-R2 (VII)对于c类中的第三种情况，计算位于当前2x2色度分量数据块的左下角色度分量 数据P3和右上角色度分量数据P2分别与左上角色度分量数据P1和位于P2上方的色度分量数据T2的差值绝对值和D5，如式(VIII)所示；再计算位于当前2x2色度分量数据块的右下角色度分量数据P4和左上角色度分量数据P1分别与右上角色度分量数据P2和位于P1上方的色度分量数据T1的差值绝对值和D6，如式(IX)所示。比较两个差值绝对值和的大小，给差值绝对值和较大的一对色度分量数据分配0. 70的整体权重，给差值绝对值和较小的一对色度分量数据分配0.30的整体权重，如式(V)所示。若当前2x2色度分量数据块不存在上方色度分量数据(即不存在T1和T2)或者D5和D6相等时，则采用与a类相同的直接取均值的转换方法，如式(I)所示。D5= IP3-P11 +1P2-T2 (VIII)D6= I P4-P21 + I P1-T1 (IX)对于属于d类的2x2色度分量数据块，根据公式(X)计算得到与YUV420格式对应的色度分量数据Pt Pt=O. 85^+0. 15*X2 (X)式⑴中X1表示Pp P2、P3和P4中相等的三个色度分量数据中的一个色度分量数据，X2表示与其它三个色度分量数据都不相等的色度分量数据，分配给X1的整体权重值为0. 85，X2分配0. 15的权重值。(4)取出下一个未转换的2x2色度分量数据块，重复步骤(2)-(3)，直至当前帧所有的2x2色度分量数据块转换完毕。(5)取出(I)中获取的该帧视频数据的所有亮度分量数据，与由步骤(2)-(4)得到的转换后的色度分量数据组合为YUV420格式 电脑桌面视频数据。
权利要求
1.一种基于色度信息分类的电脑桌面视频YUV444转YUV420的格式转换方法，其特征在于所述格式转换方法包括以下步骤 (1)输入一帧待转换的YUV444视频格式数据； (2)取出一个未转换的2x2色度分量数据块，用PpP2、P3和P4表示当前2x2色度分量数据块按从上到下且从左到右顺序排列的4个色度分量数据，即P1是2x2色度分量数据块的左上角的色度分量数据，P2是2x2色度分量数据块的右上角的色度分量数据，P3是2x2色度分量数据块的左下角的色度分量数据，P4是2x2色度分量数据块的右下角的色度分量数据，所述的2x2色度分量数据块是色度U分量类型的2x2数据块或者色度V分量类型的2x2数据块； (3)根据2x2色度分量数据块中4个色度分量数据之间的数据相等关系来确定该2x2色度分量数据块所属类型，再根据所属类型将2x2色度分量数据块转换为与YUV420格式对应的I个色度分量数据Pt，具体过程如下 将2x2色度分量数据块的4个色度分量数据之间的数据相等关系分为5种情况1)四个色度分量数据相互之间都不相等；2)仅有两个色度分量数据相等，剩余两个色度分量数据之间不相等，且剩余两个色度分量数据分别与两个相等的色度分量数据都不相等；3)两对色度分量数据相等，但是两对色度分量数据之间不相等；4)四个色度分量数据之中有三个色度分量数据相等，另一个色度分量数据与其它三个不相等；5)四个色度分量数据之间均相等； 对这5种情况进行分类，将上述情况I)和5)归为一类，记a类，对于这一类的处理，采用对四个色度分量数据直接取平均值得到与YUV420格式对应的一个色度分量数据Pt的方法；将情况2)归为一类，记为b类，对于这一类，给予两个相等的色度分量数据0. 70的整体权重，另外两个与其它色度分量数据都不相等的色度分量数据各自给予0. 15的权重，接着根据所分配的权重对四个色度分量数据进行加权平均，得到与YUV420格式对应的一个色度分量数据Pt ;将情况3)归为一类，记为c类，对于这一类，根据对比2x2色度分量数据块与其空间邻近的色度分量数据的差别来确定分配的权重，接着根据分配的权重对四个色度分量数据进行加权平均，得到与YUV420格式对应的一个色度分量数据Pt ;将情况4)归为一类，记为d类，对于这一类，给予三个色度分量数据值相等的色度分量数据0. 85的整体权重，另外一个色度分量数据给予0. 15的权重，接着根据所分配的权重对四个色度分量数据进行加权平均，得到与YUV420格式对应的色度分量值Pt ； (4)取出下一个未转换的2x2色度分量数据块，重复步骤(2)-(3)，直至当前帧所有的2x2色度分量数据块转换完毕； (5)取出步骤(I)中获取的该帧视频数据的所有亮度分量数据，与由步骤(2)-(4)得到的转换后的色度分量数据组合为YUV420格式电脑桌面视频数据。
2.如权利要求I所述的基于色度信息分类的电脑桌面视频YUV444转YUV420的格式转换方法，其特征在于所述步骤(3)中，每类2x2色度分量数据块的具体格式转换如下 对于属于a类的2x2色度分量数据块，根据公式(I)计算得到与YUV420格式对应的色度分量值Pt Pt = 0. 25* (P1+P2+P3+P4) (I) 对于属于b类的2x2色度分量数据块，根据公式(II)计算得到与YUV420格式对应的色度分量值Pt Pt = 0. 70 !+0. 15*X2+0. 15*X3 (II) 式(II)中X1表示？1、匕、？3和P4中相等的那对色度分量数据中的一个色度分量数据，X2和X3分别表示另外两个分别与其它色度分量数据值都不相等的色度分量数据，给X1的分配的整体权重为0. 70，给X2和X3各自分配0. 15的权重； 对于属于c类的2x2色度分量数据块，先确定两对相等的色度分量数据的分布情况，分为3种情况，第一种情况是位于第一行的两个色度分量数据相等，位于第二行的两个色度分量数据相等；第二种情况是位于第一列的两个色度分量数据相等，位于第二列的两个色度分量数据相等；第三种情况是位于左上角的色度分量数据与位于右下角的色度分量数据相等，位于右上角的色度分量数据与位于左下角的色度分量数据相等； 记T1和T2是当前2x2色度分量数据块的上方从左到右排列的两个色度分量数据，B1和B2是当前2x2色度分量数据块的下方从左到右排列的两个色度分量数据，L1和L2是在当前2x2色度分量数据块的左边从上到下排列的两个色度分量数据，R1和R2是在当前2x2色度分量数据块的右边从上到下排列的两个色度分量数据； 对于c类中的第一种情况，计算位于当前2x2色度分量数据块的第一行两个色度分量数据，即P1和P2与位于各自上方的色度分量数据，即T1和T2的差值绝对值和D1,如式(III)所示；再计算位于当前2x2色度分量数据块第二行的两个色度分量数据，即P3和P4与位于各自下方的色度分量数据，即B1和B2的差值绝对值和D2，如式(IV)所示；比较两个差值绝对值和的大小，给差值绝对值和较大的一对色度分量数据分配0. 70的整体权重，给差值绝对值和较小的一对色度分量数据分配0. 30的整体权重，如式(V)所示 D1=Ip1-T1Mp2-T2I (hi)D2=Ip3-B1Mp4-B2 (iv)Pt=O. 70 !+0. 30*X2 (V) 式(V)中，X1表示被分配0. 70整体权重的那对色度分量数据中的一个色度分量数据，X2表示被分配了 0. 30整体权重的那对色度分量数据中的一个色度分量数据；若当前2x2色度分量数据块不存在上方色度分量数据，即不存在T1和T2,或者不存在下方色度分量数据，即不存在B1和B2，或者D1和D2相等时，则采用与a类相同的直接取均值的转换方法，如式(I)所示； 对于c类中的第二种情况，计算位于当前2x2色度分量数据块的第一列的两个色度分量数据，即P1和P3与位于各自左方的色度分量数据，即L1和L2的差值绝对值和D3，如式(VI)所示；再计算位于当前2x2色度分量数据块的第二列的两个色度分量数据，即P2和P4与位于各自右方的色度分量数据，即R1和R2的差值绝对值和D4，如式(VII)所示；比较两个差值绝对值和的大小，给差值绝对值和较大的一对色度分量数据分配0. 70的整体权重，给差值绝对值和较小的一对色度分量数据分配0. 30的整体权重，如式(V)所示；若当前2x2色度分量数据块不存在左方色度分量数据，即不存在L1和L2,或者不存在右方色度分量数据，即不存在R1和R2,或者D3和D4相等时，则采用与a类相同的直接取均值的转换方法，如式(I)所示； D3=Ip1-L1Mp3-L2I (vi) D4=Ip2-R1Mp4-R2I (vii)对于C类中的第三种情况，计算位于当前2x2色度分量数据块的左下角色度分量数据P3和右上角色度分量数据P2分别与左上角色度分量数据P1和位于P2上方的色度分量数据T2的差值绝对值和D5，如式(VIII)所示；再计算位于当前2x2色度分量数据块的右下角色度分量数据P4和左上角色度分量数据P1分别与右上角色度分量数据P2和位于P1上方的色度分量数据T1的差值绝对值和D6，如式(IX)所示；比较两个差值绝对值和的大小，给差值绝对值和较大的一对色度分量数据分配0. 70的整体权重，给差值绝对值和较小的一对色度分量数据分配0. 30的整体权重，如式(V)所示，若当前2x2色度分量数据块不存在上方色度分量数据，即不存在T1和T2,或者D5和D6相等时，则采用与a类相同的直接取均值的转换方法，如式(I)所示； D5=IP3-P1MP2-T2 (VIII) D6=IP4-P2MP1-T1 (IX) 对于属于d类的2x2色度分量数据块，根据公式(X)计算得到与YUV420格式对应的色度分量数据Pt Pt=O. 85*X1+0. 15*X2 (X) 式⑴中X1表示Pi、P2、P3和P4中相等的三个色度分量数据中的一个色度分量数据，X2表示与其它三个色度分量数据都不相等的色度分量数据，分配给X1的整体权重值为0. 85，X2分配0. 15的权重值。
全文摘要
一种基于色度信息分类的电脑桌面视频YUV444转YUV420的格式转换方法，包括以下步骤(1)输入一帧待转换的YUV444视频格式数据；(2)取出一个未转换的2x2色度分量数据块；(3)确定该2x2色度分量数据块所属类型，根据所属类型将2x2色度分量数据块转换为与YUV420格式对应的一个色度分量数据；(4)取出下一个未转换的2x2色度分量数据块，重复步骤(2)-(3)，直至当前帧所有的2x2色度分量数据块转换完毕；(5)取出(1)中获取的该帧视频数据的所有亮度分量数据与转换后的色度分量数据组合为YUV420格式视频数据。本发明使YUV420格式的电脑桌面视频具有良好的色度视觉效果。
文档编号H04N11/20GK102801987SQ201210254360
公开日2012年11月28日 申请日期2012年7月20日 优先权日2012年7月20日
发明者朱威, 王则浪, 郑雅羽, 陈朋, 汪磊, 俞立 申请人:浙江工业大学