Các kiểu lấy mẫu và lấy mẫu phụ Lấy mẫu phụ sắc độ

4: 4: 4

Mỗi trong số ba thành phần Y'CbCr có cùng tốc độ mẫu, do đó không có mẫu phụ sắc độ. Kiểu này đôi khi được sử dụng trong máy quét phim cao cấp và sản xuất điện ảnh.

Lưu ý rằng "4: 4: 4" thay vào đó có thể đề cập đến không gian màu của R'G'B ', mặc nhiên cũng không có bất kỳ mẫu phụ sắc độ nào. Các định dạng như HDCAM SR có thể ghi 4: 4: 4 R'G'B 'qua HD-SDI liên kết kép.

4: 2: 2

Hai thành phần sắc độ được lấy mẫu ở một nửa tốc độ mẫu của độ sáng: độ phân giải sắc độ ngang giảm một nửa. Điều này làm giảm băng thông của tín hiệu video không nén xuống một phần ba mà không có sự khác biệt về hình ảnh. [cần dẫn nguồn]

Nhiều định dạng và giao diện video kỹ thuật số cao cấp sử dụng kiểu này:

  • AVC-Intra 100
  • Betacam kỹ thuật số
  • DVCPRO50 và DVCPRO HD
  • Kỹ thuật số
  • CCIR 601 / Giao diện kỹ thuật số nối tiếp / D1
  • ProRes (HQ, 422, LT và Proxy)
  • XDCAM HD422
  • Canon MXF HD422

4: 2: 1

Chế độ lấy mẫu này không thể biểu thị theo ký hiệu J: a: b. '4: 2: 1' là một thuật ngữ lỗi thời từ sơ đồ công chứng trước đó và rất ít phần mềm mã hóa hoặc phần cứng sử dụng nó. Độ phân giải ngang của Cb bằng một nửa so với Cr (và một phần tư độ phân giải ngang của Y).

4: 1: 1

Trong mẫu phụ sắc độ 4: 1: 1, độ phân giải màu ngang được chia thành một phần tư và băng thông được giảm một nửa so với không có mẫu phụ sắc độ. Ban đầu, mẫu phụ sắc độ 4: 1: 1 của định dạng DV không được coi là chất lượng phát sóng và chỉ được chấp nhận cho các ứng dụng tiêu dùng và cấp thấp.[3][4] Tuy nhiên, các định dạng dựa trên DV (một số trong đó sử dụng mẫu phụ sắc độ 4: 1: 1) đã được sử dụng chuyên nghiệp trong thu thập tin tức điện tử và trong các máy chủ phát vdeo. DV cũng đã được sử dụng lẻ tẻ trong phim truyện và trong điện ảnh kỹ thuật số.

Trong hệ thống NTSC, nếu độ sáng được lấy mẫu ở mức 13,5   MHz, điều này có nghĩa là tín hiệu CrCb sẽ được lấy mẫu ở mức 3,375   MHz, tương ứng với băng thông Nyquist tối đa là 1.6875   MHz, trong khi "bộ mã hóa NTSC tương tự phát sóng cao cấp" truyền thống sẽ có băng thông Nyquist là 1,5   MHz và 0,5   MHz cho các kênh I / Q. Tuy nhiên, trong hầu hết các thiết bị, đặc biệt là TV giá rẻ và VCR VHS / Betamax, các kênh màu chỉ có 0,5  MHz băng thông cho cả CrCb (hoặc tương đương cho I / Q). Do đó, hệ thống DV thực sự cung cấp băng thông màu vượt trội so với thông số kỹ thuật tương tự tổng hợp tốt nhất cho NTSC, mặc dù chỉ có 1/4 băng thông màu của tín hiệu số "đầy đủ".

Các định dạng sử dụng mẫu phụ sắc độ 4: 1: 1 bao gồm:

4: 2: 0

Trong 4: 2: 0, lấy mẫu ngang được nhân đôi so với 4: 1: 1, nhưng vì các kênh CbCr chỉ được lấy mẫu trên mỗi dòng thay thế trong sơ đồ này, độ phân giải dọc được giảm một nửa. Tốc độ dữ liệu không đổi. Điều này rất phù hợp với hệ thống mã hóa màu PAL vì nó chỉ có một nửa độ phân giải sắc độ dọc của NTSC. Nó cũng sẽ rất phù hợp với hệ thống mã hóa màu SECAM vì giống như định dạng đó, 4: 2: 0 chỉ lưu trữ và truyền một kênh màu trên mỗi dòng (kênh khác được khôi phục từ dòng trước đó). Tuy nhiên, rất ít thiết bị đã được sản xuất để tạo ra tín hiệu video tương tự SECAM. Trong các lãnh thổ chung của SECAM hoặc phải sử dụng màn hình có khả năng PAL hoặc bộ chuyển mã để chuyển đổi tín hiệu PAL thành SECAM để hiển thị.

Các biến thể khác nhau của cấu hình sắc độ 4: 2: 0 được tìm thấy trong:

Cb và Cr mỗi mẫu được chia theo hệ số 2 theo chiều ngang và chiều dọc.

Có ba biến thể của sơ đồ 4: 2: 0, có các vị trí ngang và dọc khác nhau.[7]

  • Trong MPEG-2, Cb và Cr được kích hoạt theo chiều ngang. Cb và Cr được đặt giữa các pixel theo hướng dọc (được đặt xen kẽ).
  • Trong JPEG / JFIF, H.261 và MPEG-1, Cb và Cr được đặt xen kẽ, giữa các mẫu độ sáng thay thế.
  • Trong 4: 2: 0 DV, Cb và Cr được đặt chung theo hướng ngang. Theo hướng dọc, chúng được đặt chung trên các đường xen kẽ.

Hầu hết các định dạng video kỹ thuật số tương ứng với PAL sử dụng mẫu phụ sắc độ 4: 2: 0, ngoại trừ DVCPRO25, sử dụng mẫu phụ sắc độ 4: 1: 1. Cả hai lược đồ 4: 1: 1 và 4: 2: 0 đều giảm một nửa băng thông so với không có mẫu phụ sắc độ.

Với vật xen kẽ nhau, việc lấy mẫu sắc độ 4: 2: 0 có thể dẫn đến các nhòe chuyển động nếu nó được thực hiện theo cách tương tự như đối với vật liệu lũy tiến. Các mẫu độ sáng được lấy từ các khoảng thời gian riêng biệt trong khi các mẫu màu sẽ được lấy từ cả hai khoảng thời gian. Chính sự khác biệt này có thể dẫn đến các nhòe chuyển động. Tiêu chuẩn MPEG-2 cho phép một sơ đồ lấy mẫu xen kẽ xen kẽ trong đó 4: 2: 0 được áp dụng cho từng trường (không phải cả hai trường cùng một lúc). Điều này giải quyết vấn đề về nhòe chuyển động, giảm một nửa độ phân giải sắc độ dọc và có thể giới thiệu các tạo tác giống như lược trong ảnh.

Ban đầu. * Hình ảnh này cho thấy một trường duy nhất. Các văn bản di chuyển có một số mờ chuyển động được áp dụng cho nó.

Lấy mẫu lũy tiến 4: 2: 0 áp dụng cho vật di chuyển xen kẽ. Lưu ý sắc độ phía trước và sau văn bản chuyển động. * Hình ảnh này cho thấy một trường duy nhất.

Lấy mẫu xen kẽ 4: 2: 0 áp dụng cho vật liệu di chuyển xen kẽ. * Hình ảnh này cho thấy một trường duy nhất.

Tuy nhiên, trong sơ đồ xen kẽ 4: 2: 0, độ phân giải dọc của sắc độ giảm một nửa do các mẫu sắc độ mô tả hiệu quả diện tích 2 mẫu rộng bằng 4 mẫu cao thay vì 2X2. Đồng thời, sự dịch chuyển không gian giữa cả hai trường có thể dẫn đến sự xuất hiện của các màu sắc giống như chiếc lược.

Ảnh tĩnh gốc.

Lấy mẫu lũy tiến 4: 2: 0 áp dụng cho ảnh tĩnh. Cả hai trường được hiển thị.

Lấy mẫu xen kẽ 4: 2: 0 áp dụng cho ảnh tĩnh. Cả hai trường được hiển thị.

Nếu vật xen kẽ được khử xen kẽ, các màu sắc giống như lược (từ lấy mẫu xen kẽ 4: 2: 0) có thể được loại bỏ bằng cách làm mờ sắc độ theo chiều dọc.[8]

4: 1: 0

Tỷ lệ này là có thể, và một số codec hỗ trợ nó, nhưng nó không được sử dụng rộng rãi. Tỷ lệ này sử dụng một nửa độ phân giải màu dọc và một phần tư độ phân giải màu ngang, chỉ bằng một phần tám băng thông của độ phân giải màu tối đa được sử dụng. Video không nén ở định dạng này với lượng tử hóa 8 bit sử dụng 10 byte cho mỗi macropixel (có kích thước 4 x 2 pixel). Nó có băng thông sắc độ tương đương của tín hiệu PAL I được giải mã với bộ giải mã dòng trễ và vẫn vượt trội hơn rất nhiều so với NTSC.

  • Một số codec video có thể hoạt động ở mức 4: 1: 0,5 hoặc 4: 1: 0,25 dưới dạng tùy chọn, để cho phép tương tự với chất lượng VHS.

3: 1: 1

Được Sony sử dụng trong máy ghi âm độ nét cao HDCAM của họ (không phải HDCAM SR). Theo chiều ngang, độ sáng được lấy mẫu theo chiều ngang ở ba phần tư tốc độ lấy mẫu full HD  – 1440 mẫu mỗi hàng thay vì 1920. Sắc độ được lấy mẫu ở 480 mẫu mỗi hàng, một phần ba tốc độ lấy mẫu độ sáng.

Trong kích thước chiều dọc, cả luma và sắc độ đều được lấy mẫu ở tốc độ lấy mẫu HD đầy đủ (1080 mẫu theo chiều dọc).

Tài liệu tham khảo

WikiPedia: Lấy mẫu phụ sắc độ http://www.adamwilt.com/DV-FAQ-tech.html http://www.audioholics.com/tweaks/calibrate-your-s... http://www.hometheaterhifi.com/volume_8_2/dvd-benc... http://www.nattress.com/Chroma_Investigation/chrom... http://www.poynton.com/PDFs/Chroma_subsampling_not... http://www.poynton.com/PDFs/YUV_and_luminance_harm... http://www.telairity.com/assets/downloads/Digital%... http://www.glennchan.info/articles/technical/chrom... http://dougkerr.net/pumpkin/articles/Subsampling.p... http://www.dvcentral.org/DV-Beta.html