Chroma subsampling ratios
O
chroma subsampling
e um esquema de codificacao de
cor
em imagens/videos que manipula mais as
informacoes de cores
e menos a
luminancia
; aproveitando assim melhor a
visao humana
que indentifica mais a luminosidade que cores,
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resultando arquivo computacionais de imagens/videos com tamanho menor em
bits
mas sem diferenca visual para o olho do espectador comum.
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Criando definicoes de qualidade de imagem de 4:4:4, 4:2:2 e 4:2:0.
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Com a codificacao de cor o sistema de video e otimizado com mais largura de banda para o componente luminoso (Y), preocupando-se menos com os componentes de diferenca de cor (C
B
e C
R
).
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As
imagens comprimidas
no padrao 4:2:2 YC
B
C
R
, usam 2/3 da largura da banda da 4:4:4 YC
B
C
R
.
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esquema de codificacao de imagens para 4:2:0 Chroma
Devido as limitacoes de armazenamento e de transmissao, e frequente o desejo de reduzir (ou comprimir) o sinal.
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3
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Uma vez que o sistema visual humano e muito mais sensivel a variacoes no brilho de cor, sistemas de video podem ser optimizados dedicando mais largura de banda para o componente luminoso (denotado geralmente de Y), do que com os componentes de diferenca de cor Cr e Cb. Em imagens comprimidas, por exemplo, a 4:2:2 YCbCr requer dois tercos da largura da banda de 4:4:4 YCbCr. Esta reducao resulta em praticamente nenhuma diferenca visual percebida pelo espectador comum.
Na decada de 1930, Georges Valensi fez estudos que mostram o olho humano apenas consegue enxergar em
alta resolucao
as cores preta e branca, enquanto tons intermediarios (como amarelo e verde) sao enxergados com qualidade menor, ja os tons que estao no fim do
espectro luminoso visivel
(como vermelho e azul) sao visto com uma definicao baixissima.
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Nesta qualidade de imagem cada um dos tres componentes (Y, Cb, Cr) tem a mesma
taxa de amostragem
. O 4:4:4 preserva a maior quantidade de informacoes de cores.
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3
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Este esquema e usado as vezes em scanners de filme de alta qualidade e pos-producao cinematografica.
Neste esquema nao tem os componentes Y, Cb e Cr, ha somente para espaco de cor
RGB
.
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nota 1
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Note-se que "4:4:4" pode ser um reenvio no espaco de cor RGB, que, implicitamente, nao tem qualquer subamostragem da crominancia total. Por exemplo: um sinal de um
blu-ray
que tem video original em 4:2:0 enviado para um televisor atraves da saida
HDMI
em amostragem no canal 4:4:4, ainda tera faltando metade do sinal, ja que o video original possui informacoes em 4:2:0.
Os dois componentes de crominancia sao amostrados a metade da taxa de amostragem de luminancia: a resolucao de crominancia horizontal e reduzido pela metade. Isto reduz a largura de banda de um sinal de video nao comprimido por um terco com pouca diferenca visual.
Este modo de amostragem nao e exprimivel em notacao J:a:b. "4:2:1" e um termo obsoleto a partir de um esquema de notacao anterior e de software ou hardware, muito poucos codecs o usaram. Cb resolucao horizontal e a metade de Cr (e um quarto da resolucao horizontal de Y). Este explora o fato de que o olho humano tem menos sensibilidade espacial para azul/amarelo do que para vermelho/verde. NTSC e semelhante, ao utilizar uma resolucao inferior para azul/amarelo do que para vermelho/verde, que por sua vez tem menos resolucao do que a luminancia.
Em 4:1:1 a resolucao de cor horizontal e esquartejado, e a largura de banda e reduzido pela metade em comparacao com nenhum outro sampleamento. Inicialmente, 4:1:1 do formato DV nao foi considerado para ser transmitido com qualidade e so aceitavel para aplicacoes de consumo de baixa qualidade.
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Atualmente formatos baseados em DV (alguns dos quais utilizam 4:1:1) sao utilizados profissionalmente na captacao eletronica de noticias e em servidores de playout. DV tambem foi usado esporadicamente em filmes e na
cinematografia digital
.
Em 4:2:0, a amostragem horizontal e duplicada em comparacao com 4:1:1, mas, como os canais Cb e Cr sao amostrados apenas em cada linha alternativa neste esquema, a resolucao vertical e reduzida para metade. A taxa de dados sendo assim e o mesmo. Este encaixa razoavelmente bem com o sistema de codificacao de cor PAL uma vez que esta tem apenas metade da resolucao vertical de crominancia de NTSC.
Diferentes variantes de sampleamento 4:2:0 configuracoes sao encontradas em:
- Video. Todos ISO / IEC MPEG e ITU-T VCEGH.26x padroes de codificacao, incluindo H.262 / MPEG-2 Part 2 (embora alguns perfis de MPEG-4 Part 2 e H.264 / MPEG-4 AVC permitam maior qualidade com esquemas de amostragem, como o 4:4:4 YCbCr)
- DVD-Video e Blu-ray Disc.
- PAL DV e DVCAM
- HDV
- AVCHD
e AVC-Intra 50
- Apple Intermediate Codec
- JPEG/JFIF e MJPEGi
- VC-1
- SuperMH
Cb e Cr estao cada um sub-amostrado a um factor de dois horizontalmente e verticalmente. Ha tres variantes de 4:2:0, com diferentes esquemas de localizacao horizontal e vertical.
Notas
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Nota:
RGB so e enviado em 4:4:4.
Referencias