c# - 缩小 YUV 4 :2:2 的算法

Question

尝试编写一种高效算法，将 YUV 4:2:2 缩小 2 倍 - 并且不需要转换为 RGB(CPU 密集型)。

我已经看到很多关于 YUV 到 RGB 转换的堆栈溢出的代码 - 但这里只是一个缩放 YUV 4:2:0 的例子，我已经开始基于我的代码。然而，这会产生一个图像，该图像实际上是同一图像的 3 列，但颜色已损坏，因此当应用于 4:2:2 时，算法出现了问题。

有人能看出这段代码有什么问题吗？

public static byte[] HalveYuv(byte[] data, int imageWidth, int imageHeight)
{
    byte[] yuv = new byte[imageWidth / 2 * imageHeight / 2 * 3 / 2];

    int i = 0;
    for (int y = 0; y < imageHeight; y += 2)
    {
        for (int x = 0; x < imageWidth; x += 2)
        {
            yuv[i] = data[y * imageWidth + x];
            i++;
        }
    }

    for (int y = 0; y < imageHeight / 2; y += 2)
    {
        for (int x = 0; x < imageWidth; x += 4)
        {
            yuv[i] = data[(imageWidth * imageHeight) + (y * imageWidth) + x];
            i++;
            yuv[i] = data[(imageWidth * imageHeight) + (y * imageWidth) + (x + 1)];
            i++;
        }
    }
    return yuv;
}

Answer 1

生成低质量缩略图的一种快速方法是丢弃每个维度中的一半数据。

我们将图像分解为 4x2 像素网格 - 网格中的每对像素由 4 个字节表示。在缩小图像中，我们通过复制前 4 个字节获取网格中前 2 个像素的颜色值，同时丢弃其他 12 个字节的数据。

这种缩放可以推广到 2 的任何次方(1/2、1/4、1/8、...)——这种方法很快，因为它不使用任何插值。这会产生较低质量的图像，但会出现 block 状 - 为了获得更好的结果，请考虑采用一些采样方法。

public static byte[] FastResize(
    byte[] data, 
    int imageWidth, 
    int imageHeight, 
    int scaleDownExponent)
{
    var scaleDownFactor = (uint)Math.Pow(2, scaleDownExponent);

    var outputImageWidth = imageWidth / scaleDownFactor;
    var outputImageHeight = imageHeight / scaleDownFactor;
    // 2 bytes per pixel.
    byte[] yuv = new byte[outputImageWidth * outputImageHeight * 2];

    var pos = 0;
    // Process every other line.
    for (uint pixelY = 0; pixelY < imageHeight; pixelY += scaleDownFactor)
    { 
        // Work in blocks of 2 pixels, we discard the second.
        for (uint pixelX = 0; pixelX < imageWidth; pixelX += 2*scaleDownFactor)
        {
            // Position of pixel bytes.
            var start = ((pixelY * imageWidth) + pixelX) * 2;

            yuv[pos] = data[start];
            yuv[pos + 1] = data[start + 1];
            yuv[pos + 2] = data[start + 2];
            yuv[pos + 3] = data[start + 3];

            pos += 4;
        }
    }

    return yuv;
}