Nhảy chuyển tới nội dung

Sắc độ lấy mẫu

本页使用了标题或全文手工转换
Duy cơ bách khoa, tự do bách khoa toàn thư
( trọng định hướng tựYUV 4:2:2)

Ở mấy vịHình ảnh xử lýTrong lĩnh vực,Sắc thái thu thập mẫuLà chỉ ở tỏ vẻ hình ảnh khi sử dụng so độ sáng tin tức thấpĐộ phân giảiTới tỏ vẻSắc thái(Sắc độ) tin tức. Đương đối bắt chướcPhân lượng videoHoặc làYUVTín hiệu tiến hành con số lấy mẫu khi, giống nhau sẽ dùng đến sắc độ lấy mẫu.

Nguyên lý

[Biên tập]

Bởi vì chứa đựng cập truyền tống hạn chế, chúng ta thông thường yêu cầu giảm bớt ( hoặc áp súc ) tin tức lấy giảm thấp phụ tải. Bởi vì ngườiMắtĐối sắc độ mẫn cảm độ không kịp đối độ sáng mẫn cảm độ, hình ảnh sắc độ phân lượng không cần có cùng độ sáng phân lượng tương đồng rõ ràng độ, cho nên rất nhiềuVideoHệ thống ở sắc sai thông đạo thượng tiến hành so thấp ( tương đối độ sáng thông đạo ) rõ ràng độ ( tỷ như, lấy mẫu tần suất ) lấy mẫu. Như vậy ở không rõ ràng hạ thấp hình ảnh chất lượng đồng thời hạ thấp hình ảnh tín hiệu tổngTần khoan.Nhân lấy mẫu mà mất đi sắc độ giá trị dùng nội cắm giá trị, hoặc là trước một màu độ giá trị tới thay thế. Ở áp súc hình ảnh trung, lấy 4:2:2 Y'CbCr làm lệ, nó chỉ cần R'G'B' ( 4:4:4 ) hai phần ba tần khoan. Tần khoan giảm bớt ở mắt thường thượng cơ hồ không có hình ảnh thượng khác biệt.

Sắc thái thu thập mẫu cách dùng

[Biên tập]

Bởi vì nhân loạiThị giác hệ thốngĐối nhan sắc vị trí cập di động không kịp đối độ sáng mẫn cảm, tần khoan thượng có thể lấy chứa đựng so nhiều độ sáng chi tiết, ít sắc độ chi tiết làm ưu hoá. Ở giống nhau hình ảnh quan khán khoảng cách khi, sắc độ chi tiết ở so thấp lấy mẫu suất hạ vẫn không làm cho nhưng phát hiện tổn thất. Với video hệ thống trung, có thể lấy bất đồng nhan sắc phân bộ lấy mẫu mà đạt thành trở lên kết quả. Video tín hiệu nhưng phân biệt vì một cái độ sáng phân lượng ( Y' ) cập hai cái bất đồng nhan sắc phân lượng ( sắc độ ).

Sắc thái thu thập mẫu là nhan sắc khoa học chi nhánh, ở nhan sắc khoa học độ sáng cập sắc độ phân lượng này đây một cáiGià Mã chỉnh lý( tam trọng kích thích ) R'G'B' phân lượng thêm quyền tổng hoà hình thành, thay thế tuyến tính ( tam trọng kích thích ) R'G'B' phân lượng. Bởi vậy, minh độ cập nhan sắc chi tiết đều không phải là hoàn toàn cho nhau độc lập. Ở độ sáng cập sắc độ phân lượng chi gian sẽ tồn tại một ít minh độ cập nhan sắc tin tức “Tràn ra” ( "Bleeding" ) hiện tượng ( như sau đồ sở kỳ ). Này khác biệt đặc biệt với cao bão hòa nhan sắc dưới tình huống xuất hiện, này hiện tượng ở màu điều thí nghiệm đồ ( kinh sắc thái thu thập mẫu ) trung màu hồng tím cập màu xanh lục chi gian sẽ rất nhỏ lộ rõ. Ở công trình học dự toán hạ ( tức là đem “Già Mã chỉnh lý” cập “Tạo thành thêm quyền tổng hoà” hai cái bước đi nghịch hướng tiến hành ), sử sắc thái thu thập mẫu phương thức càng dễ dàng thực hành.


Nguyên đồ, chưa kinh sắc thái thu thập mẫu, 200% phóng đại.


Kinh sắc thái thu thập mẫu hình ảnh ( lấy Sony Vegas DV mã hóa khí áp súc, sử dụng Box lự kính )

Lấy mẫu hệ thống cập tỉ lệ

[Biên tập]

Video hệ thống lấy mẫu hệ thống trung thông thường dùng một cái ba phần so giá trị tỏ vẻ:J:a:b( tỷ như 4:2:2 ), hình dung một cái lấy J cái độ phân giải khoan cập hai cái độ phân giải cao khái niệm thượng khu vực, có đôi khi sẽ lấy bốn phần so giá trị tỏ vẻ ( tỷ như 4:2:2:4 ). Y danh sách ra vì:

  • J:Trình độ lấy mẫu tham chiếu ( khái niệm thượng khu vực độ rộng ). Thông thường vì 4.
  • a:ỞJCái độ phân giải đệ nhất hành trung sắc độ lấy mẫu số lượng ( Cr, Cb ).
  • b:ỞJCái độ phân giải đệ nhị hành trung thêm vào sắc độ lấy mẫu số lượng ( Cr, Cb ).
  • Alpha:Trình độ thừa tố ( cùng thủ sổ giá trị có quan hệ ). Nếu không có này bộ phận giả nhưng xem nhẹ, hoặc tồn tại khi cùngJTương đồng.

Dưới liên kết trung một bức dạy học hình ảnh giải thích bất đồng lấy mẫu hệ thống vận tác:http://lea.hamradio.si/~s51kq/subsample.gif(Giao diện lưu trữ sao lưu,Tồn vớiInternet hồ sơ quán) ( tư liệu nơi phát ra: "Basics of Video") cùng với (Giao diện lưu trữ sao lưu,Tồn vớiInternet hồ sơ quán)Từ Douglas Kerr sở "Chrominance Subsampling in Digital Images"(Giao diện lưu trữ sao lưu,Tồn vớiInternet hồ sơ quán).

4:1:1 4:2:0 4:2:2 4:4:4 4:4:0
Y'CrCb
= = = = =
Y'
+ + + + +
1 2 3 4 J = 4 1 2 3 4 J = 4 1 2 3 4 J = 4 1 2 3 4 J = 4 1 2 3 4 J = 4
(Cr, Cb) 1 a =1 1 2 a =2 1 2 a =2 1 2 3 4 a =4 1 2 3 4 a =4
1 b =1 b =0 1 2 b =2 1 2 3 4 b =4 b =0
¼ trình độ phân tích độ,
Toàn vuông góc phân tích độ 		½ trình độ phân tích độ,
½ vuông góc phân tích độ 		½ trình độ phân tích độ,
Toàn vuông góc phân tích độ 		Toàn trình độ phân tích độ,
Toàn vuông góc phân tích độ 		Toàn trình độ phân tích độ,
½ vuông góc phân tích độ

Trở lên hình vẽ mẫu chỉ cấp ra lý luận thượng thí dụ mẫu. Cùng với chú ý đồ trung cũng không có cho thấy bất luận cái gì sắc vượt qua lự ( phòng ngừaĐiệp ảnhThi thố ).

Ở tính toán cùng 4:4:4 lấy mẫu ( hoặc 4:4:4:4 ) có quan hệ tần khoan hệ số khi, đem các hệ số thêm tổng lại trừ lấy 12 ( đương có Alpha khi trừ lấy 16 ).

Ở tương đối hình ảnh chất lượng khi, này ba cái giá trị chi gian so giá trị mới là quan trọng, cho nên 4:4:4 có thể đơn giản hoá vì 1:1:1; nhưng là thói quen thượng độ sáng hàng mẫu số lượng giá trị tổng vì 4, mặt khác hai cái giá trị y này loại suy.

Có khi lấy mẫu suất vì bốn phần so giá trị, như 4:2:2:4. Lúc này cái thứ tư giá trị làĐiều chếThông đạo lấy mẫu tần suất so giá trị. Trên thực tế, bởi vì ở điều chế ứng dụng trung phi thường yêu cầu cao chất lượng hình ảnh, cho nên cái này giá trị ở bất luận cái gì dưới tình huống đều vì 4.

Các loại lấy mẫu hệ thống giới thiệu

[Biên tập]

4:4:4 Y'CbCr

[Biên tập]

Mỗi ba cái Y'CbCr phân lượng đều có tương đồng lấy mẫu suất. Này hệ thống có đôi khi dùng làm cao giai phim ảnh quét ngắm khí cập điện ảnh hậu kỳ chế tác trung. Thông thường sẽ lấy hai điềuSDIThông đạo liền tuyến tới chịu tải 4:4:4 tần khoan tín hiệu: Thông đạo A sẽ thịnh tái 4:2:2 tín hiệu, thông đạo B tắc sẽ chịu tải 0:2:2 tín hiệu, xác nhập thành 4:4:4 tín hiệu.

4:4:4 R'G'B' ( không có lấy mẫu )

[Biên tập]

Yêu cầu chú ý chính là, có đôi khi "4:4:4" cũng tỏ vẻ ởRGBSắc độ không gian trung, toàn bộ không có làm bất luận cái gì sắc độ lấy mẫu. NhưHDCAM SRChờ cách thức có thể lấy song thông đạo HD-SDI ký lục 4:4:4 R'G'B' tín hiệu.

4:2:2

[Biên tập]

Mỗi cái sắc sai thông đạo lấy mẫu suất là độ sáng thông đạo một nửa, tức trình độ sắc sai rõ ràng độ phân nửa. Như vậy chưa từng áp súc video trung nhưng giảm bớt một phần ba tần khoan, giữa thị giác khác biệt gần chút ít thậm chí không tồn tại.

Đại đa số cao cấp chữ số video cách thức chọn dùng này một phần trăm, như:

4:2:1

[Biên tập]

Tuy rằng này hệ thống mình ở kỹ thuật thượng định nghĩa tồn tại, nhưng chỉ có phi thường thiếu mềm, ngạnh thể biên giải mã khí sử dụng. Cb trình độ rõ ràng độ vì Cr gấp hai, cùng với độ sáng rõ ràng độ một phần tư. Như vậy làm chứng sáng tỏ người mắt thường đối với màu lam cùng màu vàng không gian thượng mẫn cảm độ, so màu đỏ cùng màu xanh lục nhược.NTSCHệ thống tương tự trở lên thuật toán, đem màu lam cùng màu vàng rõ ràng độ yếu bớt, lệnh này rõ ràng độ so độ sáng vì thấp.

4:1:1

[Biên tập]

4:1:1 sắc thái lấy mẫu trung, trình độ sắc độ rõ ràng độ vì một phần tư, vì toàn tần khoan một nửa. Mới đầuDVCách thức 4:1:1 sắc thái lấy mẫu không bị suy xét dùng làm quảng bá cấp sử dụng, bị cấp thấp cập gia dụng sản phẩm ứng dụng.[1][2]Đương đại DV cách thức ( một ít bao gồm 4:1:1 sắc độ lấy mẫu ) đều bị dùng làm nhưĐiện tử tin tức phỏng vấnChờ chuyên nghiệp cấp sử dụng. DV cách thức ngẫu nhiên bị dùng làmMấy vị điện ảnh nhiếp ảnh.

NTSCHệ thống trung, nếu độ sáng lấy 13.5 MHz lấy mẫu, tỏ vẻ Cr cập Cb tín hiệu đều lấy 3.375 MHz lấy mẫu, phù hợp tối cao 1.6875 MHz nại khuê tư đặc tần khoan. Mà truyền thống “Cao cấp quảng bá cấp NTSC bắt chước tín hiệu mã hóa khí”, ở I/Q sóng ngắn trung chỉ có phân biệt 1.5 MHz cập 0.5 MHz nại khuê tư đặc tần khoan. Bất quá ở đại bộ phận thiết bị trung, đặc biệt là giá rẻ TV cậpVHS/Betamax ghi hình cơ trung, sắc độ sóng ngắn chỉ có 0.5 MHz tần khoan cấp Cr cập Cb phân lượng sử dụng. Cho nên cứ việc cùng toàn tần khoan mấy vị tín hiệu tương đối, chỉ có một phần tư sắc độ tần khoan, kỳ thật DV hệ thống cung cấp so cao giai NTSC sắc sai bắt chước quy cách càng chất lượng tốt sắc thái tần khoan.

Sử dụng 4:1:1 sắc thái lấy mẫu cách thức bao gồm:

4:2:0

[Biên tập]

4:2:0 lại xưngI420.I420 là YUV cách thức một loại, thuộc về planar format. 4:2:0 cũng không ý nghĩa chỉ có Y,Cb mà không có Cr phân lượng. Nó chỉ chính là đối mỗi hành rà quét tuyến tới nói, chỉ có một loại sắc độ phân lượng lấy 2:1 lấy mẫu suất tồn trữ. Liền nhau rà quét hành tồn trữ bất đồng sắc độ phân lượng, nói cách khác, nếu một hàng là 4:2:0 nói, tiếp theo hành chính là 4:0:2, lại tiếp theo hành là 4:2:0... Lấy này loại suy. Đối mỗi cái sắc độ phân lượng tới nói, trình độ phương hướng cùng dựng thẳng phương hướng lấy mẫu suất đều là 2:1, cho nên có thể nói sắc độ lấy mẫu suất là 4:1.PAL chế thứcCùngSECAMChế thức sắc thái hệ thống đặc biệt thích hợp với dùng phương thức này tới tồn trữ. Tuyệt đại đa sốVideo biên giải mã khíĐều chọn dùng loại này cách thức làm tiêu chuẩn đưa vào cách thức. Đối phi áp súc 8 so đặc lượng hóa video tới nói, mỗi cái từ 2x2 cái 2 hành 2 liệt liền nhau độ phân giải tạo thành hoành độ phân giải yêu cầu chiếm dụng 6 byte nội tồn.

Chiếu rọi:

Mã lưu 

Yo0Uo0Yo1Yo2Uo2Yo3

Ye0Ve0Ye1Ye2Ve2Ye3

Đem bị chiếu rọi vì phía dưới hai hàng các bốn cái độ phân giải: 

[Yo0Uo0Ve0] [Yo1Uo0Ve0] [Yo2Uo2Ve2] [Yo3Uo2Ve2]

[Ye0Uo0Ve0] [Ye1Uo0Ve0] [Ye2Uo2Ve2] [Ye3Uo2Ve2]

Sử dụng loại này phương pháp chất lượng thực tiếp cận với 4:1:1, thông thường ứng dụng với phía dưới cách thức:

  • Sở hữu phiên bảnMPEG,Bao gồm nhưDVDChờMPEG-2Thành phẩm ( tuy rằng có chút MPEG-4 profile cho phép như 4:4:4 càng cao chất tố thu thập mẫu )
  • PALDVCậpDVCAM
  • HDV
  • AVCHD
  • Nhất thường thấyJPEG/JFIF,H.261, cậpMJPEGThành phẩm
  • VC-1

4:1:0

[Biên tập]

Loại này cách thức tuy rằng là tồn tại ( cũng xác thật có chútBiên giải mã khíDuy trì loại này cách thức ), nhưng là cũng không có được đến rộng khắp ứng dụng, bởi vì nó ở sắc độ phương diện rõ ràng độ so truyền thốngVHS băng ghi hìnhCòn muốn kém. Loại này phương pháp đối trình độ phương hướng tiến hành 4:1 sắc độ lấy mẫu, đối dựng thẳng phương hướng tiến hành 2:1 sắc độ lấy mẫu. So với 4:4:4, nó sắc số độ theo lượng gần là 1/8 lớn nhỏ. Đối phi áp súc 8 so đặc lượng hóa video tới nói, mỗi cái từ 4x2 cái 2 hành 4 liệt liền nhau độ phân giải tạo thành hoành độ phân giải yêu cầu chiếm dụng 10 byte nội tồn.

Chiếu rọi:

Mã lưu 

Yo0Uo0Yo1Yo2Yo3

Ye0Ve0Ye1Ye2Ye3

Đem bị chiếu rọi vì phía dưới hai hàng các bốn cái độ phân giải: 

[Yo0Uo0Ve0] [Yo1Uo0Ve0] [Yo2Uo0Ve0] [Yo3Uo0Ve0]

[Ye0Uo0Ve0] [Ye1Uo0Ve0] [Ye2Uo0Ve0] [Ye3Uo0Ve0]

Sắc thái lấy mẫu ví dụ thực tế

[Biên tập]

4:2:0 lấy mẫu cập hoàn nguyên ví dụ thực tế

[Biên tập]
  • Chú ý 4:2:0 sắc thái lấy mẫu vìSai lệch áp súc(lossy compression), không thể tránh cho mà sẽ tổn thất một ít tư liệu, dẫn tới trùng kiến khi có chút sai lệch.


  • Đối RGB hình ảnh làm lấy mẫu ( áp súc )
    • Cơ bản ý nghĩ (pseudo code)
      1. Đưa vào (input) một trương RGB hình ảnh.
      2. Đem này chuyển thành Y-Cb-Cr chi cách thức.
        • Y = 0.299*R + 0.587*G + 0.114*B
        • Cb = -0.169*R + -0.331*G + 0.500*B
        • Cr = 0.500*R + -0.419*G + -0.081*B
      3. Đối Cb cùng Cr làm lấy mẫu động tác, (2+0)/(4+4)=0.25, tức chỉ để lại một phần tư tư liệu lượng. Có thể suy xét chỉ để lại số chẵn hàng ngũ hoặc số lẻ hàng ngũ chi tư liệu.
      4. Y phân lượng tắc bảo trì bất biến, như thế liền hoàn thành lấy mẫu.
  • Đem lấy mẫu chi tư liệu hoàn nguyên
    • Cơ bản ý nghĩ (pseudo code)
      1. Đưa vào trải qua 4:2:0 lấy mẫu chi YCbCr tư liệu.
      2. Sử dụng cắm giá trị pháp (interpolation) tới trùng kiến Cb cùng Cr tư liệu.
      3. Đem YCbCr tư liệu một lần nữa thay đổi hồi RGB.
        • R = 1.000*Y + (-219/236311)*Cb+ (331234/236311)*Cr
        • G = 1.000*Y + (-81219/236311)*Cb+ (-168766/236311)*Cr
        • B = 1.000*Y + (418781/236311)*Cb+ (234/236311)*Cr
      4. Như thế liền hoàn thành 4:2:0 chi trùng kiến, nhưng phát ra (output) hình ảnh xác nhận.


  • Thể thức ví dụ thực tế (matlab)
% này thể thức kiểu mẫu dựa vào matlab ngôn ngữ biên soạn
% mục đích là đem nguyên hình ảnh (pictureA) làm 4:2:0 chi sắc màu lấy mẫu
% lại đem lấy mẫu qua đi tư liệu làm trùng kiến cũng phát ra (pictureB)
clearall
picA=double(imread('pictureA.jpg'));%input pictureA, chuyển thành double cách thức
[ROW,COL,DIM]=size(picA);% lấy ra SIZE

yA=picA(:,:,1)*0.299+picA(:,:,2)*0.587+picA(:,:,3)*0.114;% pictureA RGB to YCbCr
cbA=picA(:,:,1)*-0.169+picA(:,:,2)*-0.331+picA(:,:,3)*0.500;
crA=picA(:,:,1)*0.500+picA(:,:,2)*-0.419+picA(:,:,3)*-0.081;

yC=yA;
cbC=cbA;
crC=crA;

fori=1:ceil(ROW/2)% 4:2:0 compress, cb cr chỉ lấy số chẵn hàng ngũ
cbC(i,:)=[];
crC(i,:)=[];
end
fori=1:ceil(COL/2)
cbC(:,i)=[];
crC(:,i)=[];
end
% hoàn thành 4:2:0 lấy mẫu

% trùng kiến cũng phát ra thành pictureB
yB=zeros(ROW,COL);
cbB=zeros(ROW,COL);
crB=zeros(ROW,COL);

yB=yC;
fori=1:ROW
forj=1:COL
ifrem(i,2)==0
ifrem(j,2)==0
cbB(i,j)=cbC(i/2,j/2);
crB(i,j)=crC(i/2,j/2);
end
end
end
end

fori=1:ROW% hoàn nguyên row
ifi==1
cbB(i,:)=cbB(i+1,:);% ở đầu hành tắc cùng đệ nhị hành tư liệu nhất trí
crB(i,:)=crB(i+1,:);
elseif(rem(i,2)==1)&(i<ROW)
cbB(i,:)=(cbB(i+1,:)+cbB(i-1,:))/2;% khuyết thiếu tư liệu số lẻ hành lợi dụng cách vách chi số chẵn hành tư liệu tiến hành cắm giá trị trùng kiến
crB(i,:)=(crB(i+1,:)+crB(i-1,:))/2;
elseif(rem(i,2)==1)&(i==ROW)
cbB(i,:)=cbB(i-1,:);% ở mạt hành tắc cùng cách vách hành nhất trí
crB(i,:)=crB(i-1,:);
end
end

fori=1:COL% hoàn nguyên col
ifi==1
cbB(:,i)=cbB(:,i+1);% ở đầu liệt tắc cùng đệ nhị liệt tư liệu nhất trí
crB(:,i)=crB(:,i+1);
elseif(rem(i,2)==1)&(i<COL)
cbB(:,i)=(cbB(:,i+1)+cbB(:,i-1))/2;% khuyết thiếu tư liệu số lẻ liệt lợi dụng cách vách chi số chẵn liệt tư liệu tiến hành cắm giá trị trùng kiến
crB(:,i)=(crB(:,i+1)+crB(:,i-1))/2;
elseif(rem(i,2)==1)&(i==COL)
cbB(:,i)=cbB(:,i-1);% ở mạt liệt tắc cùng cách vách liệt nhất trí
crB(:,i)=crB(:,i-1);
end
end

YCCB(:,:,1)=yB;% trùng kiến YCbCr cách thức pictureB
YCCB(:,:,2)=cbB;
YCCB(:,:,3)=crB;

RB=yB*1+cbB*-219/236311+crB*331234/236311;% pictureB YCbCr to RGB
GB=yB*1+cbB*-81219/236311+crB*-168766/236311;
BB=yB*1+cbB*418781/236311+crB*234/236311;

RGBB(:,:,1)=RB;% trùng kiến RGB cách thức pictureB
RGBB(:,:,2)=GB;
RGBB(:,:,3)=BB;

image(RGBB/255)% SHOW
imwrite(RGBB/255,'pictureB.jpg')% output

Tham khảo tư liệu

[Biên tập]
  1. ^Jennings, Roger; Bertel Schmitt.DV vs. Betacam SP.DV Central.1997[2008-08-29].(Nguyên thủy nội dungLưu trữ với 2008-07-02 ).Phần ngoài liên tiếp tồn tại với|work=(Trợ giúp)
  2. ^Wilt, Adam J.DV, DVCAM & DVCPRO Formats.adamwilt.2006[2008-08-29].(Nguyên thủy nội dungLưu trữ với 2021-04-16 ).Phần ngoài liên tiếp tồn tại với|work=(Trợ giúp)

Jian-Jiun Ding, Advanced Digital Signal Processing class note, the Department of Electrical Engineering, National Taiwan University (NTU), Taipei, Taiwan, 2020.

Tham kiến

[Biên tập]
Kiểm tra tự “https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title= sắc độ lấy mẫu &oldid=78512163”