Računala rade s RGB prostorima boja, miješajući crvene, zelene i plave kombinacije za prikaz boja na zaslonu. Ali RGB nije prikladan za pohranu i prijenos jer nosi redundanciju.

Srećom, ljudska se percepcija može prevariti tehnikom poznatom kao poduzorkovanje krome. To je vrsta kompresije za fotografije i videozapise koja odbacuje neke informacije o boji bez degradacije percipirane vizualne kvalitete.

To pomaže smanjiti veličinu datoteke i korištenje propusnosti.

Pratite nas kako biste saznali kako radi poduzorkovanje boje, kako različiti načini uzorkovanja utječu na kvalitetu slike i kako najbolje konfigurirati svoje uređaje.

Što je Chroma Subsampling? Što to radi?

Ljudski vizualni sustav mnogo slabije razumije promjene u razlikama u boji nego svjetlini. Chroma poduzorkovanje iskorištava tu činjenicu smanjujući količinu informacija o boji u izvornom signalu kako bi umjesto toga omogućilo više podataka o svjetlini. Drugim riječima, komponente boje se uzorkuju pri nižoj razlučivosti od svjetline.

instagram viewer

Smanjenje informacija o boji omogućuje učinkovito putovanje video signala preko HDMI kabela ograničene propusnosti i preko interneta. Budući da je vaše oko daleko manje osjetljivo na boju nego na svjetlinu, nećete primijetiti veliku razliku u kvaliteti dok uživate u omiljenim filmovima.

Chroma subsampling također se koristi u JPEG kodiranju.

RGB vs. YUV vs. YCbCr

U digitalnom videu i fotografiji komponenta svjetline—ili luma—obično se označava Y. Podaci o boji (koji se nazivaju krominacija ili jednostavno kroma) sastoje se od dvije različite komponente: Cb (plava projekcija) i Cr (crvena projekcija). Njihova kombinacija, poznata kao YCbCr, ono je što definira boje koje vidite na ekranu.

Uređaji za obradu slike kao što su video kamere koriste kompozitne analogne signale (YUV), koji se mogu digitalno kodirati kao YCbCr. Budući da projekcijski uređaji poput Umjesto toga, televizori i telefon u vašem džepu koriste RGB, pretvaraju digitalni YCbCr signal natrag u RGB prostor boja prije prikazivanja slika.

Uobičajene vrste kroma poduzorkovanja

Prostor boja YCbCr podržava nekoliko shema poduzorkovanja boje izraženih kao omjer A: B:C. A je vodoravna širina uzorkovanog područja u pikselima, B označava broj uzoraka boje (Cr, Cb) u prvom retku, a C označava okomito uzorkovanje.

Na primjer, shema 4:2:2 definira segment od četiri piksela vodoravno u dva reda. Uzorkuje četiri luma elementa i miješa ih s dva chroma elementa (jedan Cr i jedan Cb).

4:4:4, 4:2:2 i 4:2:0: Koja je razlika?

Sljedeće su najčešće kombinacije za poduzorkovanje kromatike:

  • 4:4:4 koristi se za nekomprimirani signal bez redukcije boje. Dobivate punu vodoravnu i okomitu razlučivost boja bez gubitka kvalitete. Tu je i 4:4:4:4, gdje je četvrta četiri kanal prozirnosti.
  • 4:2:2 ima upola nižu boju od 4:4:4, smanjujući vodoravnu razlučivost boja na pola u usporedbi s lumom. Smanjuje veličinu datoteke nekomprimiranog signala za jednu trećinu, s malo ili nimalo artefakata kompresije. Kao takav, 4:2:2 se često koristi u igrama i profesionalnim video formatima kao što su Digital Betacam, DVCPRO 50 i MPEG-2.
  • 4:2:0 prenosi jednu četvrtinu uzoraka lume. Uzorkuje se samo polovica piksela u prvom redu, a drugi red se odbacuje. Uz prepolovljenu stopu uzorkovanja vodoravno i okomito, 4:2:0 praktički zadržava vizualnu kvalitetu bez gubitaka. Te su značajke pomogle pretvoriti ga u industrijski standard za filmove, TV emisije i sport.

Malo je vizualne prednosti korištenja uzorkovanja 4:4:4 za medije. Zbog toga većina digitalnih video kamera i mnogi Blu-ray filmovi koriste 4:2:0 kodiranje. I za one trenutke kada trebate izvesti video iz Premiere Pro na vašem računalu, popularni video kodeci kao što su MPEG-1, MPEG-2 i H.261/263 također podržavaju 4:2:0.

4:2:1 vs. 4:1:1 vs. 4:4:0

Druge sheme uzorkovanja nisu široko korištene, kao što su primjeri u nastavku.

Autor slike: Janke / Wikimedia Commona
  • 4:2:1 je donekle zastarjeli način uzorkovanja s horizontalnom Cb rezolucijom upola manjom od Cr i četvrtinom horizontalne Y rezolucije.
  • 4:1:1 četvrtinu chroma rezolucije i prepolovljenost propusnosti, što utječe na vizualnu kvalitetu. Iako neki digitalni video formati poput DV, DVCAM i DVCPRO koriste 4:1:1, ovaj način uzorkovanja nije kvalitete emitiranja.
  • 4:4:0 okomito prepolovljuje omjer uzorkovanja, ali ga održava vodoravno.

Chroma poduzorkovanje u tekstu, aplikacijama i medijima

Različiti načini poduzorkovanja boje usmjereni su na specifične slučajeve upotrebe.

Nitko ne voli vidjeti artefakte kompresije na sadržaju visokog kontrasta, savršenog piksela kao što je tekst na ravnoj boji. Zato računala, telefoni, tableti i igraće konzole koriste isključivo uzorkovanje 4:4:4. Kodiranje medija s 4:4:4 je pretjerano — nema vidljive vizualne razlike, a veličina datoteke ide preko krova.

Kako testirati Chroma subsampling

Najjednostavniji način provjere chroma subsamplinga bila bi digitalna testna kartica ugrađena u vaš TV, također poznata kao "startup" test" ili "testni uzorak." Uključivanjem ove značajke u postavkama vašeg TV-a emitirat će se skup uzoraka i kalibrirana boja barovi.

Trake u boji na vašem TV-u ne samo da vam omogućuje da provjerite koristi li se chroma subsampling, već također osigurava da je izlaz vjeran boji i tonu prema izvornom signalu.

Ako ne možete pronaći ovu opciju, Google "Chroma subsampling test patterns" ili upotrijebite sliku za testiranje kromatike koju pruža RTINGS. Otvorite ovu sliku na računalu ili je pogledajte na TV-u. Obavezno postavite skaliranje na 100% prije traženja karakterističnih artefakata kao što su nejasni rubovi teksta, izostanak boja i zamućenje linija i teksta.

Ako ih nema, vaš TV koristi način uzorkovanja 4:4:4 bez kompresije.

Kako odabrati najbolje Chroma subsampling

Naoružani svim tim znanjem, trebali biste imati osnovno razumijevanje poduzorkovanja boje i načina na koji funkcioniraju različiti načini kompresije.

U pravilu bi vaši HDMI kabeli trebali podržavati i 4:2:0 i 4:2:2. Da biste uživali u nekomprimiranom 4:4:4 videu bez chroma subsamplinga, trebat će vam HDMI Ultra High-Speed ​​kabel s navedenom propusnošću u rasponu od 18-48 Gbps.

Ako spajate računalo, set-top box ili igraću konzolu na TV, svakako postavite video format na YCbCr/YUV (ne brinite o zamućenosti teksta u igrama—današnji grafički pogoni odgovorni su za obojenost poduzorkovanje).

  • LG: Idite na postavke slike i uključite HDMI ULTRA HD duboke boje. Sada kliknite na Ulazni gumb, odaberite Svi ulazii odaberite priključak za korištenje ovog načina rada.
  • TLC: 4:4:4 trebao bi biti omogućen prema zadanim postavkama kada povežete računalo. Ako nije, svakako postavite vrstu unosa na Računalo u sučelju postavki.
  • Samsung: Idi na postavke izbornik i kliknite Stručne postavke ispod Postavke slike Zaglavlje. Sada se pomaknite dolje do HDMI UHD boja na dnu zaslona odaberite unos koji će koristiti 4:4:4: i postavite ga na PC način rada.
  • Sony: Otvoren postavke i idite na izbornik vanjskih ulaza, zatim odaberite HDMI poboljšani format. Također morate postaviti svoj način slike na Grafika u postavkama slike.
  • Vizio: Odaberite svoj unos u Prikaz postavke aplikacije SmartCast. Sad biraj HDMI poduzorkovanje boja, dodijelite ga željenom ulaznom priključku, a zatim ga postavite na Računalo.

Za medijske streamere kao što je Apple TV, postavite izlaz HDMI signala na YCbCr u Postavkama.

Poduzorkovanje krome ipak je bitno

Razumijevanje načina na koji radi poduzorkovanje boje neće vam pomoći samo da dešifrirate značenje tih čudnih kratica ispisano pored ulazno-izlaznih priključaka na stražnjoj strani televizora, ali također odaberite ispravnu postavku za optimalnu kvalitetu slike.

Bez chroma subsamplinga, 4K video streamovi bi zastajkivali i trebale bi vam tone prostora za pohranu samo za spremanje filmova i slika snimljenih vašim telefonom.