更新答案
here 的信息告诉我，Android NV21 图像与所有 Y（亮度）值连续存储并以全分辨率采样，然后是 V 和 U 采样交错并以 1/4 分辨率存储（ 1/2 高乘 1/2 宽）。我在下面创建了一个虚拟 NV21 框架并将其转换为 OpenCV BGR 格式，这也确认了布局和 OpenCV 解释它的方式。下面的所有代码都是按从上到下的顺序运行的，因此只需删除图像并将所有行拼凑在一起即可制作 Python 脚本：
#!/usr/bin/env python3
import cv2
import numpy as np
# Define width and height of image
w,h = 640,480
# Create black-white gradient from top to bottom in Y channel
f = lambda i, j: int((i*256)/h)
Y = np.fromfunction(np.vectorize(f), (h,w)).astype(np.uint8)
# DEBUG
cv2.imwrite('Y.jpg',Y)
这给了 Y：
# Dimensions of subsampled U and V
UVwidth, UVheight = w//2, h//2
# U is a black-white gradient from left to right
f = lambda i, j: int((j*256)/UVwidth)
U = np.fromfunction(np.vectorize(f), (UVheight,UVwidth)).astype(np.uint8)
# DEBUG
cv2.imwrite('U.jpg',U)
这给了你：
# V is a white-black gradient from left to right
V = U[:,::-1]
# DEBUG
cv2.imwrite('V.jpg',V)
这给了V：
# Interleave U and V, V first NV21, U first for NV12
U = np.ravel(U)
V = np.ravel(V)
UV = np.empty((U.size+V.size), dtype=np.uint8)
UV[0::2] = V
UV[1::2] = U
# Lay out Y plane, followed by UV
YUV = np.append(Y,UV).reshape((3*h)//2,w)
BGR = cv2.cvtColor(YUV.astype(np.uint8), cv2.COLOR_YUV2BGR_NV21)
cv2.imwrite('result.jpg',BGR)
这给了这个。希望您能看到这是如何正确表示各个 Y、U 和 V 分量的 RGB。
所以，总而言之，我相信 NV21 图像中的 2x2 图像与交错 VU 一起存储，如下所示：
Y Y Y Y V U V U
2x2 NV12 图像与交错 UV 一起存储，如下所示：
Y Y Y Y U V U V
YUV420 图像 (Raspberry Pi) 完全平面存储：
Y Y Y Y U U V V
原答案
我没有要测试的数据，而且你的问题缺少一些细节，但我发现 5 小时后没有人回答你，所以我会试着让你开始......没有人说答案必须完整。
首先，我从您的Y.shape(307200) 推测您的图像是 640x480 像素，对吗？
其次，您的 U.shape(153599) 和 V.shape(153599) 看起来不正确 - 它们应该正好是 Y.shape 的一半，因为它们是以 2:1 的比率向下采样的。
一旦你解决了这个问题，我认为你需要获取 Y 数组并附加 U 数组，然后是 V 数组，这样你就有一个连续的数组。然后您需要使用代码cv2.CV_YUV2BGR_NV21 将其传递给cvtColor()。
您可能需要在追加之前重塑您的数组，例如im = Y.reshape(480,640)。
我知道当你使用 OpenCV 的 C++ 接口时，你必须将图像的高度设置为实际高度的 1.5 倍（同时保持宽度不变）——所以你可能也需要尝试一下。
我永远记不起 OpenCV 为图像打开模式（如IMREAD_ANYDEPTH、IMREAD_GRAYSCALE）和cvtColor() 提供的所有常量，所以这里有一个方便的方法来找到它们。我开始 ipython 如果要查找 Android NV21 常量，我会这样做：
import cv2
[i for i in dir(cv2) if 'NV21' in i]
Out[29]:
['COLOR_YUV2BGRA_NV21',
'COLOR_YUV2BGR_NV21',
'COLOR_YUV2GRAY_NV21',
'COLOR_YUV2RGBA_NV21',
'COLOR_YUV2RGB_NV21']
所以你需要的常量大概是COLOR_YUV2BGR_NV21
同样的技术适用于imread()的参数：
items=[i for i in dir(cv2) if i.startswith('IMREAD')]
In [22]: items
['IMREAD_ANYCOLOR',
'IMREAD_ANYDEPTH',
'IMREAD_COLOR',
'IMREAD_GRAYSCALE',
'IMREAD_IGNORE_ORIENTATION',
'IMREAD_LOAD_GDAL',
'IMREAD_REDUCED_COLOR_2',
'IMREAD_REDUCED_COLOR_4',
'IMREAD_REDUCED_COLOR_8',
'IMREAD_REDUCED_GRAYSCALE_2',
'IMREAD_REDUCED_GRAYSCALE_4',
'IMREAD_REDUCED_GRAYSCALE_8',
'IMREAD_UNCHANGED']