色度二次采样

色度二次采样 (chroma subsampling) 是在图像压缩中用到的一项技术,二次采样后的图像损失了色度信息,占用空间变小. 对于YCbCr色彩空间的图像,由于人眼对色度(chrominance)的变化不如对亮度(luminance)的变化敏感,所以可以对色度信息进行采样来减少图像数据的大小. 其中,Y通道表示亮度,Cb和Cr通道表示色度.

二次采样率

色度二次采样率由$J:a:b$三部分组成.

偶尔会看到由四部分组成的二次采样率,这是因为加入了表示透明度的alpha通道,这里不做讨论.

二次采样率表示由两行组成的采样块中如何采样.

$J$表示采样块为$J$像素宽.

$a$表示采样块的第一行中采样几个像素.

$b$表示采样块的第二行中采样几个像素.

常见的色度采样方案有$4:4:4$、$4:2:2$、$4:1:1$、$4:2:0$.

考虑下图,对YCbCr格式的图像进行采样,所有像素都保留了Y通道的信息,只对色度通道进行二次采样:

image.png

$4:4:4$

即不进行二次采样,保留100%的颜色信息.

$4:2:2$

第一行的水平方向每4个像素中保留2个像素的Cb和Cr通道的信息.

第二行同理.

$4:1:1$

第一行的水平方向每4个像素中保留1个像素的Cb和Cr通道的信息.

第二行同理

$4:2:0$

这种色度二次采样率是JPEG压缩中常用的.

第一行的水平方向每4个像素中保留2个像素的Cb和Cr通道的信息.

第二行的水平方向每4个像素中所有Cb和Cr通道的信息都不保留.

图中表示的是,取第一行与第二行的Cb和Cr通道信息的平均值.