[發明專利]I420格式紋理圖像的轉換方法、存儲介質、電子設備及系統

在審

• 申請號: 201710433367.6
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN109035348A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 楊亮;張文明;陳少杰
• 申請（專利權）人: 武漢斗魚網絡科技有限公司
• 主分類號: G06T7/90
• 分類號: G06T7/90;G06T1/20
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 沈林華

本發明公開了一種I420格式紋理圖像的轉換方法、存儲介質、電子設備及系統，涉及紋理圖像轉換領域。該方法的步驟為：根據需要轉換的I420格式的紋理圖像，創建3幅像素格式相同的輸入紋理圖像：PY、PU和PV；根據I420格式的紋理圖像創建輸出紋理圖像；確定PY的Y像素值，PU的U像素值，PV的V像素值；根據Y像素值、V像素值和U像素值，計算輸出紋理圖像的R、G和B通道值；將A、R、G和B通道值賦值至輸出紋理圖像。本發明能夠通過GPU執行工作量最大的格式轉換操作，顯著降低了CPU的工作壓力和系統內存，進而大幅度增大像素格式轉換時的數據傳輸帶寬，即縮短了像素格式轉換的計算過程，提高了轉換效率。

技術領域

本發明涉及紋理圖像轉換領域，具體涉及一種I420格式紋理圖像的轉換方法、存儲介質、電子設備及系統。

背景技術

Direct3D10(圖形加速接口)在WIN7系統下顯示I420格式的紋理圖像時，需要先將I420格式的圖像轉換為A8R8G8B8格式的圖像。

I420格式是YUV(顏色編碼方法)格式的一種，YUV格式分為三個分量，“Y”表示明亮度(Luminance或Luma)，也就是灰度值；而“U”和“V”表示的則是色度(Chrominance或Chroma)，作用是描述影像色彩及飽和度，用于指定像素的顏色。YUV格式主要用于電視系統以及模擬視頻領域，它將亮度信息(Y)與色彩信息(UV)分離，沒有UV信息一樣可以顯示完整的圖像，只不過是黑白的，這樣的設計很好地解決了彩色電視機與黑白電視的兼容問題。并且，YUV不像RGB那樣要求三個獨立的視頻信號同時傳輸，所以用YUV格式傳輸數據占用的頻寬極少。

YUV碼流的存儲格式與其采樣的方式密切相關，主流的采樣方式有三種，YUV4:4:4，YUV4:2:2，YUV4:2:0。YUV格式有兩大類：planar平面格式和packed打包格式。對于planar的YUV格式，先連續存儲所有像素點的Y，緊接著存儲所有像素點的U，隨后是所有像素點的V。對于packed的YUV格式，每個像素點的Y，U和V是連續交錯存儲的。

I420是YUV4:2:0采樣格式中的一種格式，在其存儲格式中是按三個平面進行存儲像素的，第一個平面是Y像素平面，第二個平面是U像素平面，第三個平面是V像素平面。假設某幅I420格式的圖像的寬是W，高是H；那么Y像素平面的寬是W，高是H，Y像素平面中每個像素大小是1字節，在不考慮內存對齊的情況下，那么Y平面所有像素所占的字節大小就是W·H。而U像素平面的寬是W/2，高是H/2，U像素平面中每個像素大小同樣是1字節，同樣在不考慮內存對齊的情況下，那么U平面所有像素所占的字節大小就是W/2·H/2＝W·H/4。而V像素平面的排列與U像素平面一致，寬同樣是W/2，高同樣是H/2，其所占的字節大小同樣是W·H/4。

由此可知，整幅I420格式的圖像所占的總內存大小就是Y平面像素的內存大小加上U、V平面所占的內存大小，利用上面的公式就是W·H+W·H/4+W·H/4也就是W·H·3/2個字節大小。

A8R8G8B8格式是RGB顏色格式(Red、Green、Blue，紅、綠、藍三色色彩格式)的一種，A8R8G8B8表示該RGB圖像共有4個通道：A(Alpha，透明度)通道，R(Red，紅色)通道，G(Green，綠色)通道，B(Blue，藍色)通道；每個通道占8位，也就是1個字節大小，即該圖像中每個像素所占的字節大小就是4，所以一幅寬度為W，高度為H的此種格式圖像，其所占的內存大小為W·H·4個字節。

目前，將I420格式的圖像轉換為A8R8G8B8格式的圖像的方法一般為：利用轉換函數，CPU在系統內存中將I420格式的圖像轉換為A8R8G8B8的圖像。由于CPU是計算機的工作核心，因此CPU進行像素格式轉換的同時，必然會進行其他工作；也就是說像素格式轉換的數據傳輸帶寬難以在CPU上達到最大，進而延長了像素格式轉換的計算過程，降低了像素格式轉換的轉換效率；尤其當需要轉換的圖像的寬高非常大時，轉換效率更為低下。

發明內容