直播软件开发科普之音视频&流媒体（二）
图像存储格式yuv
直播软件开发中一幅彩色图像的基本要素是什么？
1、宽：一行有多少个像素点。 2、高：一列有多少个像素点，一帧有多少行 3、YUV格式还是RGB格式？ 4、一行多少个字节？？ 5、图像大小是多少？ 6、图像的分辨率多少？
说白了，一幅图像包括的基本东西就是二进制数据，其容量大小实质即为二进制数据的多少。一幅1920x1080像素的YUV422的图像，大小是1920X1080X2=4147200（十进制），也就是3.95M大小。这个大小跟多少个像素点和数据的存储格式有关。
YUV与像素的关系：
YUV格式，与我们熟知的RGB类似，YUV也是一种颜色编码方法，主要用于电视系统以及模拟视频领域，它将亮度信息（Y）与色彩信息（UV）分离，没有UV信息一样可以显示完整的图像，只不过是黑白的，这样的设计很好地解决了彩色电视机与黑白电视的兼容问题。并且，YUV不像RGB那样要求三个独立的视频信号同时传输，所以用YUV方式传送占用极少的频宽。
YUV格式有两大类：planar和packed。对于planar的YUV格式，先连续存储所有像素点的Y，紧接着存储所有像素点的U，随后是所有像素点的V。对于packed的YUV格式，每个像素点的Y,U,V是连续交替存储的。
YUV，分为三个分量，“Y”表示明亮度（Luminance或Luma），也就是灰度值；而“U”和“V” 表示的则是色度（Chrominance或Chroma），作用是描述影像色彩及饱和度，用于指定像素的颜色。 YUV是利用一个亮度（Y）、两个色差(U,V)来代替传统的RGB三原色来压缩图像。传统的RGB三原色使用红绿蓝三原色表示一个像素，每种原色占用一个字节（8bit），因此一个像素用RGB表示则需要8 * 3=24bit。
如果使用YUV表示这个像素，假设YUV的采样率为：4：2：0，即每一个像素对于亮度Y的采样频率为1，对于色差U和V，则是每相邻的两个像素各取一个U和V。对于单个的像素来说，色差U和V的采样频率为亮度的一半。如有三个相邻的像素，如果用RGB三原色表示，则共需要占用：8 * 3 * 3 = 72bits；如果采用YUV（4：2：0）表示，则只需要占用：8 * 3（Y）+ 8* 3 * 0.5（U）+ 8 * 3 * 0.5（V）= 36bits。只需原来一半的空间，就可以表示原来的图像，数据率压缩了一倍，而图像的效果基本没发生变化。
那么，具体yuv格式所占用的字节数要怎么算呢 ？
YUV图像格式的内存大小
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4:4:4 表示色度值(UV)没有减少采样。即Y,U,V各占一个字节，加上Alpha通道一个字节，总共占4字节.这个格式其实就是24bpp的RGB格式了。
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4:2:2 表示UV分量采样减半,比如第一个像素采样Y,U,第二个像素采样Y,V,依次类推,这样每个点占用2个字节.二个像素组成一个宏像素.
- 需要占用的内存：w * h * 2
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4:2:0 这种采样并不意味着只有Y，Cb而没有Cr分量，这里的0说的U，V分量隔行才采样一次。比如第一行采样 4:2:0 ,第二行采样 4:0:2 ,依次类推...在这种采样方式下，每一个像素占用16bits或10bits空间.
- 内存则是：yyyyyyyyuuvv
- 需要占用的内存：w * h * 3 / 2
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4:1:1 可以参考4:2:2分量，是进一步压缩，每隔四个点才采一次U和V分量。一般是第1点采Y,U,第2点采Y,第3点采YV,第4点采Y,依次类推。
帧率、码率与分辨率之间关系
直播软件开发的码率和帧率没有半毛钱关系
码率关系着带宽、文件体积
帧率关系着画面流畅度和cpu消耗
分辨率关系着图像尺寸和清晰度
一个视频文件的大小为5.86M,播放时长为3分7秒
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1，该文件对应的码率就是
- 5.86 * 1024 * 1024 * 8 / (3 * 60 + 7) = 262872.95657754bps
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2，10M独享带宽能支撑的同时在线人数
- 10 * 1024 * 1024 / 262872.95657754 = 39.889078498294
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3， 支撑1000人同时在线的系统最少需要的带宽数为
- 262872 * 1000 / (1024 * 1024) = 250.69427490234M
10min，流量消耗41587KB
41587/10*60 = 69KB/s = 69 * 8 Kb/s = 532Kb/s
那么得到码率就是 532Kb/s
作者：吴德宝AllenWu
链接：https://juejin.im/post/6844903555141238791
来源：掘金
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