Kokia yra 4: 4: 4, 4: 2: 2 ir 4: 2: 0 arba pavienės imties spalva

Gali būti, kad kažkuriuo metu jūs girdėjote apie terminus „ skaistis“ ir „chrominance“, nors tiksliai nesupratote, ką reiškia šios sąvokos ar kokios buvo jų specifinės funkcijos. Abi sąvokos taip pat naudojamos, kai reikia paimti arba paimti spalvas.

Perskaičius 4: 4: 4, 4: 2: 2 ir 4: 2: 0 skaitmenų rinkinius, tai reiškia, kad per šias nuorodas yra išreiškiama vaizdo formulė, susijusi su chromos pavieniu atranka (dar vadinama chrominance subsampling).. Šiuos skaičių derinius galite rasti nuotraukose ir vaizdo įrašuose, todėl būtina žinoti, kam jie skirti.

Prieš analizuodami šias nuorodas, reikia atsižvelgti į tai, kad tiek nuotraukų, tiek vaizdo įrašų turinys lėtina jų platinimą, susijusius su plačiajuosčio ryšio siūlomomis ribomis.

Šiame scenarijuje ir siekiant didesnio garso ir vaizdo turinio suglaudinimo ir perdavimo greičio, naudojamas chrominansų mėginių ėmimas, plačiai naudojamas įvairiuose turinio formatuose, tokiuose kaip „Blu-ray“ diskai ir srautinio perdavimo paslaugos.

Turinio rodyklė

Kas yra „chroma“ dalinis ir (arba) antrinis mėginių ėmimas?

Chromatinis dalinis mėginių ėmimas (spalvų antrinis mėginių ėmimas) - tai būdas, kurio metu signalo spalvų informacija yra suspaudžiama, kad būtų geriau informacijos apie šviesumą. Tokiu būdu pralaidumas sumažėja, tačiau nepažeidžiant šio suglaudinto vaizdo kokybės.

Prieš keletą metų įdiegus skaitmeninį vaizdo įrašą, vaizdo įrašai buvo labai sunkūs, todėl juos sunku perduoti ir saugoti. Bandant rasti šių dydžio problemų sprendimą, buvo pasiektas chrominansų mėginių ėmimas.

Ištyrę visų skaitmeninių vaizdo įrašų sudėtį, rasime du pagrindinius komponentus, kuriuos mes vadiname skaisčiu ir chrominansu.

Pirmasis terminas, kurį mes taip pat žinome apie ryškumą ar kontrastą, apima visus skirtumus, kuriuos matome tarp tamsiausių ir lengviausių vaizdo įrašo sričių.

Savo ruožtu, spalvingumas yra vaizdo spalvos sodrumo komponentas. Kadangi žmogaus regėjimas turi daugiau jautrumo kontrastui (skaistumui) nei spalvų sodrumui (chrominansui), buvo nuspręsta, kad vaizdo įrašo dalis gali būti suspausta nepakenkiant jo kokybei.

Todėl, norint palengvinti skaitmeninio vaizdo įrašų valdymą, buvo įdiegta glaudinimo technika. Tai reiškia, kad tikras spalvotas vaizdo signalas (4: 4: 4), kuriame kiekviename taške randame visą raudonos, žalios ir mėlynos spalvos informaciją, jis bus suglaudintas, jei bus taikomas chromatinis antrinis atranka, todėl jo perdavimas yra lengvesnis ir jam reikia mažesnio pralaidumo, kai spalva jau pašalinta.

Kai vaizdas bus suglaudintas, nespalvota kokybė nebus žemesnė nei spalvų kokybė, nes, kaip nurodyta, žmogaus regėjimas turi mažiau galimybių įsisavinti chrominansą. Tokiu būdu, atlikus antrinę atranką, vaizdo įrašas turės daugiau skaisčio, nei spalvos dažnio informacijos.

Tai leidžia išlaikyti vaizdo kokybę ir žymiai sumažinti jo dydį iki 50%. Kai kuriuose formatuose, tokiuose kaip YUV, skaisčio kiekis siekia tik trečdalį viso vaizdo, todėl yra daug galimybių, kad būtų sumažintas spalvinimas ir pasiektas didesnis suspaudimas.

Atsižvelgiant į tai, kad, pavyzdžiui, yra tam tikri greičio apribojimai, kuriuos sudaro plačios interneto ir HDMI juostos, šis glaudinimas leidžia pasiekti didesnį efektyvumą skaitmeninį vaizdo įrašą.

Tiek CRT monitoriuose, tiek skystųjų kristalų ekranuose, tiek įkrovimo įtaisuose (CCD) naudojami komponentai, skirti užfiksuoti raudoną, žalią ir mėlyną spalvas. Tačiau skaitmeniniame vaizdo įraše luma ir chroma yra atskirti tik tam, kad būtų galima suspausti ir padaryti jį lengvesnį perduodant.

Yra keletas chromos mėginių ėmimo pavyzdžių, kuriuose naudojami skirtingi žymėjimai, kuriuos trumpai paaiškinsime, pažymėdami, kad pirmasis skaičius skirtas lumai, o antrasis ir trečiasis skaičiai yra skirti chromai.

Spalvų dalinio atrankos / dalinio atrankos metodai

4: 4: 4

Tai yra visa originali skiriamoji geba, kurioje nėra jokio suspaudimo. Pirmasis skaičius rodo skaistumą (4) ir kiti du skaičiai (4: 4), naudojami Cb ir Cr chromo komponentams. 4: 4: 4 dažniausiai naudojamas RGB vaizdams, nors jis naudojamas ir „YCbCr“ spalvų erdvei.

4: 2: 2

Pirmame numeryje matome visišką liūto skiriamąją gebą, o chrominansui - pusę rezoliucijos. Šis žymėjimas yra standartinis atvaizduose ir turi glaudinimą, kuris neturi įtakos vaizdo kokybei. Jis naudojamas DVCpro50 ir „Betacam Digital“ vaizdo įrašų formatams, be kita ko.

4: 1: 1

Vėlgi, mes turime visos skyros liumą, o dabar turime dar mažiau chrominansų - tik ketvirtadalį. Tai yra atrankos schema, naudojama NTSC DV ir PAL DVCPro formatuose.

4: 2: 0

Šis žymėjimas rodo, kad liumos skiriamoji geba yra visiškai (4), o chromos komponentų skiriamoji geba pusė vertikalios ir horizontalios. Tiesą sakant, 4: 2: 0 yra gana sudėtingas spalvų atranka, apimantis daugybę variantų, atsižvelgiant į tai, ar vaizdo įrašas yra susipynęs, ar progresyvus, ar jį naudoja MPEG2 ar PAL DV.

Naudodami šią 4: 2: 0 atranką, gausite 1/4 spalvų skiriamąją gebą, kaip ir 4: 1: 1 atranką. Tačiau pirmuoju atveju spalva suspaudžiama horizontaliai ir vertikaliai, tuo tarpu antruoju žymėjimu glaudinama horizontaliai.

1920 x 1080 spalvų mėginių ėmimas

Po analoginės HDTV sekė skaitmeninis HDTV, aukštesnės kokybės ir skiriamosios gebos technologija. Tačiau tai taip pat atnešė didelį iššūkį inžinieriams, nes jie turėjo sukurti formą, leidžiančią šią naują technologiją naudoti tuo metu egzistuojančiose sistemose, daugiausia PAL ir NTSC.

Taigi visos pastangos turėjo būti nukreiptos į tai, kad būtų įmanoma suderinti PAL ir NTSC. Naujas HDTV standartas turėjo būti suderinamas ir su PAL, ir su NTSC.

Variantų, kuriuos šis standartas patyrė per daugelį metų, buvo daug, kol galiausiai buvo nustatyta 1125 vertikalios linijos, iš kurių 1080 buvo skirta tik atvaizdui. Tuo metu maksimalus 1080 dažnis buvo 29, 97 fps (NTSC), o 720 - 59, 94 fps (NTSC).

Tai yra keletas plačiausiai naudojamų chromatinių porūšių atrankos verčių įvairiuose populiariuose skaitmeninio vaizdo formatuose:

• HDCAM: 3: 1: 1NTSC: 4: 1: 1PAL, DV, DVCAM, HDTV: 4: 2: 0Internetinis vaizdo įrašas: 4: 2: 0HDTV perdavimo kokybė: 4: 2: 2 Nesuspaustas (visa informacija): 4: 4: 4: 4

Ar 3: 1: 1 porūšis yra geresnis nei 4: 2: 2?

Senuoju 1080p HDCAM formatu buvo naudojamas 3: 1: 1, o 720p skiriamoji geba turėjo ir tebėra 4: 2: 2 dalinė atranka. Bet kuris iš jų buvo geriausias?

Jei mes remiamės tik duomenimis, tai yra paprastas atsakymas: 4: 2: 2 yra dvigubai 3: 1: 1 atsižvelgiant į spalvų atranką, todėl galėtume aiškiai pasakyti, kad geriausias šiuo atveju yra 4: 2.: 2.

Tačiau tai negali būti absoliutus atsakymas, nes atvaizdo dydis neatsižvelgiamas į 4 × 4 spalvų pavyzdžių žymėjimą.

Taigi kuris iš šių žymėjimų yra geresnis? Vaizdas, kuriame yra daug spalvų informacijos, ar kitas, turintis mažiau informacijos, bet turintis geresnę spalvą? Nėra aiškaus atsakymo.

Šios analizės tikslas buvo įsitikinti, kad atvaizdas turi daug daugiau informacijos ir yra sudėtingesnis fonas nei tai, kas matoma paviršutiniškai.

Žinoma, visada turėdami omenyje, kad mes naudojame vaizdo pavyzdį santykiu 4: 4: 4, nes tai yra pilnas žymėjimas, kai gaunamas geriausias mėginių ėmimo dažnis.

Pogrupio atranka 4: 4: 4 prieš 4: 2: 2 prieš 4: 2: 0

Skaičius 4, kuris yra pirmasis skaičius iš kairės, rodo mėginio dydį.

Kalbant apie du skaičius prieš tai, jie yra susiję su chromos informacija. Jie priklauso nuo pirmojo skaičiaus (4) ir yra atsakingi už horizontaliojo ir vertikalaus mėginių ėmimo apibrėžimą.

Vaizdas su 4: 4: 4: 4 spalvų komponentu nėra visiškai suglaudinamas, tai reiškia, kad iš jo nebuvo imami mėginiai, todėl jame visiškai pateikti skaistumo ir spalvos duomenys.

Analizuodami keturių po dviejų taškų matricą, matome, kad 4: 2: 2 yra pusė chromos, kurią randame 4: 4: 4 signale, o analizuodami 4: 2: 0 matricą, matome, kad joje yra dar mažiau: tik spalvų informacijos kambarys.

Horizontalus mėginių ėmimo dažnis santykiu 4: 2: 2 bus tik pusė (2), tuo tarpu vertikalus mėginių ėmimas bus pilnas (4). Priešingai, naudojant 4: 2: 0 signalą, imami tik spalvos pavyzdžiai iš pusės pirmosios vaizdo elementų pusės, visiškai ignoruojant antroje signalo eilutėje esančius vaizdo elementus.

Atsarginių duomenų dydžio apskaičiavimas

Yra gana paprastas skaičiavimas, kurio pagalba mes galime tiksliai žinoti, kiek informacijos prarandama paėmus spalvų pavyzdžius. Skaičiavimas yra toks:

Kaip mes jau nurodėme, maksimali mėginio kokybė yra 4 + 4 + 4 = 12

Tai reiškia, kad spalvotas vaizdas yra 4: 4: 4 = 4 + 4 + 4 = 12, kur randame 100% kokybę, be jokio suspaudimo. Nuo šio momento mėginio kokybė gali skirtis taip:

• 4: 2: 2 = 4 + 2 + 2 = 8, tai yra 66, 7% iš 4: 4: 4 (12) 4: 2: 0 = 4 + 2 + 0 = 6, tai yra 50% nuo 4: 4: 4 (12) 4: 1: 1 = 4 + 1 + 1 = 6, tai yra 50% iš 4: 4: 4 (12) 3: 1: 1 = 3 + 1 + 1 = 5, o tai yra 42% iš 4: 4: 4 (12)

Taigi, jei 4: 4: 4 spalvotas signalas yra 24 MB dydžio, tai reiškia, kad 4: 2: 2 signalas bus maždaug 16 MB dydžio, o 4: 2: 0 Tai bus 12 MB dydžio, o 3: 1: 1 signalas bus 10 MB.

Turėdami tai mes jau galime suprasti, kodėl chromatinis mėginių ėmimas yra toks svarbus ir tebeegzistuoja. Tokiems sektoriams, kaip internetas ir televizija, jis yra labai svarbus, nes jis sumažina failų dydį, todėl reikia mažiau pralaidumo išteklių.

Išvada apie mėginių ėmimą

Atlikdami chromatinę atranką, galime suspausti vaizdo failą, kad tokiu būdu sumažintume jo dydį. Taip pasiekiama, kad norint perduoti mažiau pralaidumo, neprarandama vaizdo kokybė plika akimi. Tai reiškia, kad paėmus spalvotą arba antrinę imtį, vizualiai nepastebimi didesni trūkumai.

Šiuo metu 4: 2: 0 pavyzdys yra būtinas garso ir vaizdo turinio platformoms, todėl be šios glaudinimo technikos tikrai būtų buvę daug sunkiau ir brangiau naudotis tokiomis paslaugomis kaip 4K turinys iš „Amazon“ ir „Netflix“.

Vikipedijos šaltinis