Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше
Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике
2.4.3. Форматы сэмплирования YCbCr
На рис. 2.11
показаны три образца сэмплирования для компонент Y, Сb и Сr, которые
поддерживаются стандартами MPEG-4 Visual и Н.264. Формат
4:4:4 подразумевает, что все три компоненты (Y, Сb и Сr) имеют
одинаковое разрешение и, следовательно, сэмплы всех компонентов присутствуют в
каждом пикселе. Число в пропорции означает относительную долю каждой
компоненты при сэмплировании в горизонтальном направлении, т.е. для
каждой из четырех компонент яркости отбирается по четыре хроматической компоненты.
Сэмплирование по формату 4:4:4 означает полную точность в передаче
хроматических компонент. При сэмплировании по формуле 4:2:2 (этот формат
иногда обозначается YUY2) хроматические компоненты по вертикали имеют
одинаковое разрешение с яркостью, а по горизонтали они имеют половину от
разрешения яркости (числа 4:2:2 означают, что на каждые четыре сэмпла яркости Y по горизонтали
отбирается только две компоненты Сb и две компоненты Сr). Формат 4:2:2
используется для высококачественного цветного видео.
В
популярном формате сэмплирования 4:2:0 (YV12) каждая компонента
Сb и Сr имеет и по
вертикали и по горизонтали половину разрешения по сравнению с Y. Пропорция 4:2:0
выглядит несколько странной, поскольку эти числа не имеют обычной
интерпретации, а само это выражении просто является данью исторической традиции,
когда под этим «кодом» подразумевался именно этот формат сэмплирования,
который отличается от форматов 4:4:4 и 4:2:2. Цветное сэмплирование 4:2:0
широко используется во многих потребительских приложениях, таких как
видеоконференции, цифровое телевидение и диски DVD. Поскольку
хроматические компоненты отбираются в четыре раза реже компонент яркости, то
пространство 4:2:0 YCbCr требует в два раза меньше сэмплов по
сравнению с форматом видео 4:4:4 (или R:G:B).
Рис. 2.11. Форматы 4:2:0, 4:2:2 и 4:4:4
(прогрессивное сэмплирование).
Пример
Разрешение
изображения: 720 х 576 пикселов.
Разрешение для
Y: 720 х 576
сэмплов по 8 бит на каждый.
4:4:4 разрешение Сb и Сr: 720 х 576
сэмплов по 8 бит на каждый.
Общее число
битов: 720 х 576 х 8 х 3 = 9953 280 бит.
4:2:0 разрешение Сb и Сr: 360 х 288
сэмплов по 8 бит на каждый.
Общее число
битов: (720 х 576 х 8) + (360 х 288 х 8 х 2) = 4 976640 бит.
Для формата
4:2:0 требуется в два раза меньше бит, чем для 4:4:4.
|
Формат
сэмплирования 4:2:0 иногда называют «12 бит на пиксел». Чтобы понять такое
наименование, достаточно рассмотреть группу из четырех пикселов (см. участки,
обведенные пунктирными линиями, на рис. 2.11). При сэмплировании 4:4:4
требуется ровно 12 сэмплов для Y, Сb и Сr, т.е. 12 х 8 =
96 бит информации; в среднем 96/4 = 24 бит на пиксел. А при использовании
формата 4:2:0 будет необходимо лишь шесть сэмплов: четыре для Y и по одному для
Сb и Сr, т.е. 6 х 8 =
48 бит информации; в среднем 48/4 = 12 бит на пиксел.
Рис. 2.12. Распределение сэмплов 4:2:0 между
верхним и нижним кадрами.
При
чересстрочном сэмплировании по формату 4:2:0 компоненты Y, Сb и Сr полного
видеокадра распределяются по двум полукадрам. На рис. 2.12 показан метод
распределения сэмплов Y, Сb и Сr на пары
чересстрочных полукадров, применяемый в стандартах MPEG-4 Visual и Н.264. Из
этого рисунка ясно, что общее число сэмплов для двух полукадров равно числу
сэмплов для полных кадров при прогрессивном сэмплировании.