4:4:4、4:2:2、4:2:0,保姆式講解,一遍給學(xué)會(huì)
4:4:4、4:2:2、4:2:0表示的是色度采樣的方式,當(dāng)對(duì)模擬分量視頻或者YUV信號(hào)進(jìn)行數(shù)字抽樣時(shí),會(huì)用到色度采樣。平時(shí)我們也可以在相機(jī)參數(shù)看到這些數(shù)值。

其對(duì)應(yīng)的結(jié)果就是畫質(zhì)上的體現(xiàn)就是,4:4:4 > 4:2:2 > 4:2:0;4:4:4為無(wú)損采樣,4:2:2采樣的圖像信息損失一半, 4:2:0采樣的圖像信息損失四分之三。

RGB顏色空間:
我們來(lái)了解一下,這些參數(shù)是怎樣影響影像畫質(zhì)的。我們都知道,影像都是由最小單元像素組合而成,而每個(gè)像素信息也都是由不同亮度的RGB信息組合而成。

早在很久以前(那時(shí)我還?。诎纂娨暽?jí)彩色電視的技術(shù)迭代時(shí)。研究發(fā)現(xiàn),如果直接使用RGB信號(hào)進(jìn)行圖像信號(hào)傳輸,是無(wú)法兼容黑白電視,且占用的寬帶成本高。所以將圖像信息分成亮度信息和色度信息進(jìn)行傳輸,成為了彩色電視傳輸?shù)闹饕夹g(shù)。

我們可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)亮度信息和色度信同時(shí)在時(shí),為彩色信息。只有亮度信息沒有色度信息時(shí)為黑白信號(hào),沒有亮度信息時(shí),畫面全黑沒有信息。這相比于RGB模式傳輸信號(hào),可以更好的兼顧黑白電視,沒有色度信號(hào),只有亮度信號(hào)就是黑白電視。第二個(gè)好處就是,亮度信號(hào)和色度信號(hào)可以共用一個(gè)傳輸通道,這就大大節(jié)省了傳輸寬帶成本。

YUV顏色空間:
而色度信息是由色相和飽和度組成。所以一個(gè)圖像信息分為一個(gè)亮度信息和兩個(gè)色度信息,亮度信息用Y表示,色相和飽和度信息用UV表示,這就是目前主流的YUV顏色空間。

4 : 4 : 4
我們“圓規(guī)正傳”,當(dāng)進(jìn)行圖像信號(hào)傳輸時(shí),需對(duì)模擬分量視頻或者YUV信號(hào)進(jìn)行數(shù)字抽樣時(shí),也就是需要對(duì)亮度信息和色度信息進(jìn)行采樣。
關(guān)于4:4:4采樣,我們先來(lái)了解一下這些數(shù)字分別代表著什么,第一個(gè)“4”代表4列像素信息,第二個(gè)“4”代表第一像素信息,第三“4”代表第二行像素信息。

4:4:4采樣是這樣的,每采樣4個(gè)亮度信息對(duì)應(yīng)采樣4個(gè)色度信息。效果如下:

可以看出,通過4:4:4采樣的圖像信息與原始信息一樣,沒有信息損耗。畫質(zhì)也是最好。
4 : 2?: 2
基于人眼對(duì)亮度信號(hào)的敏感低于色度信號(hào),可以不需要全部采集色度信息,研究發(fā)現(xiàn)多個(gè)像素可以共用一個(gè)色度值。
于是4:2:2采樣就有了,亮度信息全采樣,色度信息第一行采樣兩個(gè),第二行采樣兩個(gè);每采樣4個(gè)亮度信息對(duì)應(yīng)采樣2個(gè)色度信息,其他未采樣的色度信息共用采樣的色度信息。

可以看出,通過4:2:2采樣的圖像信息相比原始信息,損耗了一半信息。即便損耗了一半圖像信息,畫質(zhì)依舊很好,很多專業(yè)級(jí)相機(jī)都是采用4:2:2的色度采樣。
4 : 2?:?0
4:2:0就不難理解了,色度信息第一行采樣兩個(gè),第二行不采樣;每采樣4個(gè)亮度信息對(duì)應(yīng)采樣1個(gè)色度信息,每采樣4個(gè)亮度信息對(duì)應(yīng)采樣1個(gè)色度信息。

可以看出,通過4:2:0采樣的圖像信息相比原始信息,損耗了四分之三圖像信息。即便是這樣,市場(chǎng)主流相機(jī)依舊采用的4:2:0色度采樣。
工作上的應(yīng)用:
1、相機(jī)采購(gòu):
自己購(gòu)買的相機(jī)時(shí),或者為公司挑選專業(yè)相機(jī)時(shí),預(yù)算范圍內(nèi),盡量購(gòu)買采樣率高的相機(jī),采樣的信息越多,留給后期制作的空間就更大。一般10bit、4:2:2已經(jīng)是很專業(yè)級(jí)別的相機(jī)了。
2、后期摳像:
一般的視頻編輯中,4:4:4、4:2:2、4:2:0采樣的圖像,效果沒那么明顯,做過扣像的朋友可能會(huì)發(fā)現(xiàn),4:2:2攝制出的綠幕素材相比4:2:0攝制出來(lái)的素材,摳像效果會(huì)精細(xì)。