近年来,4:4:4等概念在业界频繁出现,但许多人对其内涵仍感困惑。今天,我们就来深入探讨一下4:4:4的相关内容。在视频处理中,视频信号被分解为亮度和色度两大元素。而色彩取样方式,则是指在一个4像素区域(包括2个垂直和2个水平像素)中,如何分配像素来记录亮度和色差信号。简言之,它描述了在扫描线条时,亮度值与色度值之间的比例关系,通常以4:X:Y的形式来展现,其中X和Y代表两个色度通道中的相对数量。
色彩取样实质上是通过选择性地读取部分像素的色差信号来记录色彩信息,以此达到压缩数据量的目的。具体的色彩取样方式可参见下表。
其中,4:4:4是色度信号分辨率最高的一种格式。在每条扫描线上,每4个连续的Y采样点都对应着4个Pb/Cb和4个Pr/Cr样本。换言之,其色度信号的分辨率与亮度信号完全相同。这种格式主要应用于视频处理设备内部,以确保在处理过程中画面质量不受损失。因此,4:4:4被誉为全带宽与全色度的最高采样录制与输出方式,其带宽和色域范围相较于4:2:2/4:2:0等方式具有显著优势。然而,这种高质量的采样方式也意味着需要占用更大的带宽,并且其传输与播放设备的价格也相对较高。
而4:2:2则是对原始的4:4:4色度带宽进行了2:1的压缩。另一种格式4:2:0则是在奇数行读取B-Y(Pb/Cb),在偶数行读取R-Y(Pr/Cr)。尽管在每4个像素中,用于读取B-Y和R-Y的像素仅有一个,但为了与4:1:1区分开来,我们仍将其标记为4:2:0。与4:2:2相比,4:2:0在色彩过渡区域的表现明显不佳,色彩层次感和细腻度都有所欠缺。
综述过去十年,视频工程师们发现人眼对于色度的敏感度其实低于对亮度的敏感度。我们的眼睛在区分亮暗差异时,比区分色调和色彩饱和度更为敏锐。基于这一视觉特性,工程师们通过减少色差信号像素的读取量来压缩信号,从而有效地节省了信号的带宽和功率。通过精心选择颜色模型,我们可以在保持Y信号带宽较高的情况下,显著降低两个色差信号所占的带宽,同时不对重现的彩色图像观看体验造成明显影响。
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