2. 图像数据格式与内存布局基础
在STM32N6上做图像预处理，第一件必须搞清楚的事不是算法，而是“像素在内存里到底怎么排”。同一幅图像，RGB888、RGB565、YUV422、灰度8位，它们在内存中的字节数、访问粒度、DMA搬运效率完全不同。如果格式选错或stride没对齐，即使算法正确，帧率也可能掉一半。
一、三种主流格式的存储本质
RGB格式按像素打包颜色分量。RGB888每像素3字节，顺序通常为B、G、R（小端存储时低位在前）；RGB565每像素2字节，用5位红、6位绿、5位蓝压缩，适合显示和带宽受限场景。RGB的优点是直观、便于色彩处理，缺点是数据量大，且三通道交织导致按通道访问时步长不连续。
YUV格式把亮度Y与色度UV分离。YUV444每像素3字节；YUV422每2个像素共享一组UV，平均每像素2字节；YUV420每4个像素共享一组UV，平均每像素1.5字节。STM32N6的ISP和DCMIPP通常输出YUV422，因为它在保留色彩信息的同时把带宽压到RGB888的约2/3。
灰度格式每像素1字节，只保留亮度。它没有色彩信息，但内存占用最小、访问最连续，非常适合边缘检测、二值化、光流等只依赖亮度的预处理。
二、平面存储与打包存储
YUV有两种典型布局。打包（packed/interleaved）把Y、U、V按像素顺序交织，例如YUYV：Y0 U0 Y1 V0 Y2 U1 Y3 V1……这种布局一次DMA就能搬完整行，缓存局部性好。平面（planar）把Y、U、V分别放在三个连续区域，先存完整Y平面，再存U平面、V平面。平面布局便于单独处理亮度通道，但访问色度时需要跳到另一块地址，cache命中率可能下降。
STM32N6的DCMIPP和DMA2D对打包YUV422支持更直接；如果算法需要频繁单独读Y，平面格式反而更省事。选择依据是“谁访问得多、访问是否连续”。
三、行对齐与stride
图像每行实际占用的字节数叫stride（行跨距），它不一定等于“宽度×每像素字节数”。硬件常要求stride按4字节、8字节或16字节对齐，目的是让每行起始地址落在总线突发边界上。例如宽度为641的灰度图，每行641字节，若要求16字节对齐，stride应取656（641向上取到16的倍数）。此时每行末尾有15字节填充，这些填充不参与显示，但必须计入地址计算。
访问像素(x, y)的地址公式为：
addr = base + y * stride + x * bytes_per_pixel如果误用width代替stride，从第二行起就会整体错位，图像出现斜切。STM32N6的LTDC、DCMIPP、DMA2D都提供独立的stride寄存器，配置时必须显式写入对齐后的值。
四、位宽与字节序对访问效率的影响
STM32N6的Cortex-M55总线以32位为基本访问宽度，配合AXI突发传输。每像素1字节的灰度图，一次32位读取可拿到4个像素；RGB565一次可拿2个像素；RGB888则会出现跨字边界，需要两次访问才能凑齐一个像素，效率明显下降。因此，在带宽敏感的场景，优先选择2字节或1字节每像素的格式，并尽量让行起始地址32位对齐。
字节序方面，RGB888在内存中常按B、G、R排列，若按32位字读取，一个字的四个字节可能包含B0 G0 R0 B1，解析时必须按字节拆分。YUV422的YUYV打包中，U和V的顺序也依赖具体外设约定，DCMIPP输出与DMA2D输入若字节序理解不一致，会出现红蓝互换或色度错位。
五、面向STM32N6的布局选择建议
结合STM32N6的cache和DMA特性，可以给出如下实践取向：
- 只做亮度处理时，优先灰度8位，stride按16字节对齐，DMA一次搬多行。
- 需要色彩且带宽紧张时，选YUV422打包，stride按8字节对齐，避免平面跳转。
- 需要逐通道处理时，选平面YUV420，但注意U/V平面宽度是Y的一半，stride也要单独对齐。
- RGB565适合显示链路，RGB888仅在算法必须高精度色彩时使用，并接受带宽代价。
下面这张图把四种典型格式在内存中的排布、stride对齐和访问粒度放在一起对比，便于在选型时快速判断。