数字视频实验一、二

实验一：读取YUV视频文件学时安排：2实验类别：课内实验￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣一、实验目的和任务熟悉MA TLAB软件开发环境，了解YUV色彩模型，编写MA TLAB程序读取YUV 格式视频文件及各分量数据。

二、实验原理利用MATLAB图像处理工具箱中的函数，在MATLAB编程环境下，实现YUV序列图像及各分量数据的读取。

三、实验内容和步骤1．运行MA TLAB集成开发环境，编写MATLAB程序读取YUV视频文件，对YUV各分量进行提取、观察和比较。

2．编写RGB和YUV视频文件转换程序3．课后撰写实验报告。

（—）读取YUV格式视频并提取分量1）读取YUV格式文件程序如下：%¶ÁÈ¡YUV¸ñʽÎļþÐÅÏ¢function YUV_ReadShow(filename,frameNumMax,formatT)if nargin==0frameNumMax = 100;formatT = 'qcif'; %yuv¸ñʽÎļþÀàÐÍfilename = 'C:\Documents andSettings\Administrator\×ÀÃæ\akiyo_qcif.yuv';%'foreman.qcif';%YUV¸ñʽÎļþend% ³õʼ»¯Ö¡¸ñʽswitch formatTcase'qcif'H = 144; % ¸ßW = 176; % ¿ícase'cif'H = 288; % ¸ßW = 352;% ¿íotherwiseH = 480;% ¸ßW = 720;% ¿íendfor frameNum = 1:frameNumMax;% ¶ÁÈ¡YUV¸ñʽÎļþÄÚÈÝ[Y,U,V]=yuv_import(filename,[W,H],1,frameNum);tmp = Y{1};% ÏÔʾYUV¸ñʽµÄͼƬimg1 = zeros(H+H/2,W);img1(1:H,:) = Y{1};img1(H+1:end,1:W/2) = V{1};img1(H+1:end,W/2+1:end) = U{1};subplot(121),imshow(uint8(img1));pause(1/30); % ÔÝÍ£ÒÔÏÔʾÊÓƵ¶¯»-end%YUV¸ñʽµÄͼƬװÔØfunction [Y,U,V]=yuv_import(filename,dims,numfrm,startfrm) fid=fopen(filename,'r');if (fid < 0)error('File does not exist!');end;Yd = zeros(dims(1),dims(2));UVd = zeros(dims(1)/2,dims(2)/2);%UV·ÖÁ¿µÄλÖÃfrelem = numel(Yd) + 2*numel(UVd); %ÊÓƵͼÏñÏÔʾµÄ¿í¶Èif (nargin == 4) %go to the starting framefseek(fid,startfrm * frelem , 0);end;Y = cell(1,numfrm);U = cell(1,numfrm);V = cell(1,numfrm);for i=1:numfrmYd = fread(fid,[dims(1) dims(2)],'uint8');Y{i} = Yd';%תÖÃUVd = fread(fid,[dims(1)/2 dims(2)/2],'uint8');U{i} = UVd';UVd = fread(fid,[dims(1)/2 dims(2)/2],'uint8');V{i} = UVd';end;fclose(fid);结果如下：2）分量提取程序如下：%读取YUV格式视频程序function yuv[fname,pname]=uigetfile('*.yuv;*.jqcif');%获得文件路径FileName=fullfile(pname,fname); %选择文件FileLength=length(FileName);%获取文件名长度%判断打开的是YUV格式视频还是QCIF格式图片，并设置相应的像素大小if(FileName(FileLength-2:1:FileLength)=='yuv')wide=176*2;high=144*2;endif(FileName(FileLength-3:1:FileLength)=='qcif')wide=176;high=144;endFile=fopen(FileName);%打开文件framenumber=input('读取第几帧：');%从第framenumber帧开始读取数据fseek(File,(framenumber-1)*high*wide*3/2,'bof');%读取相应分量数据Y=double(fread(File,[wide,high],'uint8'))';U=double(fread(File,[wide/2,high/2],'uint8'))';V=double(fread(File,[wide/2,high/2],'uint8'))';%显示YUV各图像分量figure(1);subplot(2,2,1)imshow(uint8(Y));title(['第' num2str(framenumber) '帧Y分量图']); subplot(2,2,2)imshow(uint8(U));title(['第' num2str(framenumber) '帧U分量图']); subplot(2,2,3)imshow(uint8(V));title(['第' num2str(framenumber) '帧V分量图']); 实验结果：（二）YUV与RGB互相转换程序如下：%YUV格式与RGB格式视频相互转换程序function rgb[fname,pname]=uigetfile('*.yuv;*.jqcif ');%获得文件路径FileName=fullfile(pname,fname); %选择文件FileLength=length(FileName);%获取文件名长度%判断打开的是YUV格式视频还是QCIF格式图片，并设置相应的像素大小if(FileName(FileLength-2:1:FileLength)=='yuv')wide=176*2;high=144*2;endif(FileName(FileLength-3:1:FileLength)=='qcif')wide=176;high=144;endFile=fopen(FileName);%打开文件picture=zeros(1.5*high,wide);framenumber=input('读取第几帧：');%从第framenumber帧开始读取数据fseek(File,(framenumber-1)*high*wide*3/2,'bof');%读取相应分量数据Y=double(fread(File,[wide,high],'uint8'))';U=double(fread(File,[wide/2,high/2],'uint8'))';V=double(fread(File,[wide/2,high/2],'uint8'))';%将YUV三分量图像拼接成一幅图片picture(1:high,1:wide)=Y;picture(high+1:1.5*high,1:wide/2)=U;picture(high+1:1.5*high,wide/2+1:wide)=V;Y1(1:high/2,1:wide/2)=Y(1:2:high,1:2:wide);%将Y分量图像缩小一半%将YUV各分量图像通过公式转换为RGB各分量R = Y1 + 1.14*(V-128);G = Y1 - 0.39*(U-128) - 0.58*(V-128);B = Y1 + 2.03*(U-128);%将R,G,B各分量合成RGB图像picture1=zeros(high/2,wide/2,3);picture1(:,:,1)=R;picture1(:,:,2)=G;picture1(:,:,3)=B;RGB=uint8(cat(3,R,G,B));%图像结果显示figure(1);subplot(1,2,1);imshow(uint8(picture));title(['第' num2str(framenumber) '帧YUV格式图像各分量图']);subplot(1,2,2);imshow(RGB);title(['第' num2str(framenumber) '帧转换为RGB图像显示']); 结果如下：四、注意事项和要求预先复习预习MATLAB图像编程知识，复习视频文件格式和各种格式转换原理。