怎么利用python讀取YUV文件轉RGB 8bit/10bit通用

這篇文章主要介紹了怎么利用python讀取YUV文件轉RGB 8bit/10bit通用，具有一定借鑒價值，感興趣的朋友可以參考下，希望大家閱讀完這篇文章之后大有收獲，下面讓小編帶著大家一起了解一下。

python是什么意思

Python是一種跨平臺的、具有解釋性、編譯性、互動性和面向對象的腳本語言，其最初的設計是用于編寫自動化腳本，隨著版本的不斷更新和新功能的添加，常用于用于開發獨立的項目和大型項目。

注：本文所指的YUV均為YUV420中的I420格式（最常見的一種），其他格式不能用以下的代碼。

位深為8bit時，每個像素占用1字節，對應文件指針的fp.read(1)；

位深為10bit時，每個像素占用2字節，對應文件指針的fp.read(2)；

然后使用 int.from_bytes() 方法將二進制轉換為int型數字。

以下程序可以讀8bit或10bit位深的YUV，需要指定從第幾幀開始讀、一共讀多少幀。

它返回三個數組，其shape分別為：Y [frame,W,H] U [frame,W/2,H/2] V [frame,W/2,H/2]

當只讀1幀時它返回：Y [W,H] U [W/2,H/2] V [W/2,H/2]

# -*- coding: utf-8 -*-
 
import math
from functools import partial
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
 
 
def readyuv420(filename, bitdepth, W, H, startframe, totalframe, show=False):
  # 從第startframe（含）開始讀（0-based），共讀totalframe幀
 
  uv_H = H // 2
  uv_W = W // 2
 
  if bitdepth == 8:
    Y = np.zeros((totalframe, H, W), np.uint8)
    U = np.zeros((totalframe, uv_H, uv_W), np.uint8)
    V = np.zeros((totalframe, uv_H, uv_W), np.uint8)
  elif bitdepth == 10:
    Y = np.zeros((totalframe, H, W), np.uint16)
    U = np.zeros((totalframe, uv_H, uv_W), np.uint16)
    V = np.zeros((totalframe, uv_H, uv_W), np.uint16)
 
  plt.ion()
 
  bytes2num = partial(int.from_bytes, byteorder='little', signed=False)
 
  bytesPerPixel = math.ceil(bitdepth / 8)
  seekPixels = startframe * H * W * 3 // 2
  fp = open(filename, 'rb')
  fp.seek(bytesPerPixel * seekPixels)
 
  for i in range(totalframe):
 
    for m in range(H):
      for n in range(W):
        if bitdepth == 8:
          pel = bytes2num(fp.read(1))
          Y[i, m, n] = np.uint8(pel)
        elif bitdepth == 10:
          pel = bytes2num(fp.read(2))
          Y[i, m, n] = np.uint16(pel)
 
    for m in range(uv_H):
      for n in range(uv_W):
        if bitdepth == 8:
          pel = bytes2num(fp.read(1))
          U[i, m, n] = np.uint8(pel)
        elif bitdepth == 10:
          pel = bytes2num(fp.read(2))
          U[i, m, n] = np.uint16(pel)
 
    for m in range(uv_H):
      for n in range(uv_W):
        if bitdepth == 8:
          pel = bytes2num(fp.read(1))
          V[i, m, n] = np.uint8(pel)
        elif bitdepth == 10:
          pel = bytes2num(fp.read(2))
          V[i, m, n] = np.uint16(pel)
 
    if show:
      print(i)
      plt.subplot(131)
      plt.imshow(Y[i, :, :], cmap='gray')
      plt.subplot(132)
      plt.imshow(U[i, :, :], cmap='gray')
      plt.subplot(133)
      plt.imshow(V[i, :, :], cmap='gray')
      plt.show()
      plt.pause(1)
      #plt.pause(0.001)
 
  if totalframe==1:
    return Y[0], U[0], V[0]
  else:
    return Y,U,V
 
 
if __name__ == '__main__':
  #y, u, v = readyuv420(r'F:\_commondata\video\176x144 qcif\football_qcif.yuv', 8, 176, 144, 1, 5, True)
  y, u, v = readyuv420(r'F:\_commondata\video\1920x1080 B\RitualDance_1920x1080_60fps_10bit_420.yuv', 10, 1920, 1080, 0, 5, True)
  print(y.shape,u.shape,v.shape)

以下程序將YUV轉為RGB（只能讀8bit位深的YUV），返回1個數組，其shape為： [frame,W,H,3]

# -*- coding: utf-8 -*-
import cv2
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
 
 
def yuv2rgb(yuvfilename, W, H, startframe, totalframe, show=False, out=False):
  # 從第startframe（含）開始讀（0-based），共讀totalframe幀
  arr = np.zeros((totalframe,H,W,3), np.uint8)
  
  plt.ion()
  with open(yuvfilename, 'rb') as fp:
    seekPixels = startframe * H * W * 3 // 2
    fp.seek(8 * seekPixels) #跳過前startframe幀
    for i in range(totalframe):
      print(i)
      oneframe_I420 = np.zeros((H*3//2,W),np.uint8)
      for j in range(H*3//2):
        for k in range(W):
          oneframe_I420[j,k] = int.from_bytes(fp.read(1), byteorder='little', signed=False)
      oneframe_RGB = cv2.cvtColor(oneframe_I420,cv2.COLOR_YUV2RGB_I420)
      if show:
        plt.imshow(oneframe_RGB)
        plt.show()
        plt.pause(0.001)
      if out:
        outname = yuvfilename[:-4]+'_'+str(startframe+i)+'.png'
        cv2.imwrite(outname,oneframe_RGB[:,:,::-1])
      arr[i] = oneframe_RGB
  return arr
 
if __name__ == '__main__':
  video = yuv2rgb(r'D:\_workspace\akiyo_qcif.yuv', 176, 144, 0, 10, False, True)

用ffmpeg也可以，比如你需要將yuv的第8幀輸出成一個png：

ffmpeg -s 176x144 -i akiyo_qcif.yuv -filter:v select="between(n\,8\,8)" out.png

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