華光昱能分析圖像壓縮中的4:4:4到底是咋回事

近年來，業界朋友經常有看到或聽到過4:4:4等概念，好多人卻一頭霧水搞不清內在含義。咱們今天就來說說4:4:4這些事。

在視覺上，視頻信號會分解為亮度和色度兩個信號元素。色彩取樣方式是指從4像素區域中(2個垂直像素和2個水平像素)分別使用多少像素來記錄亮度和色差信號信息的分配方式。也即是以一條線被掃描時傳遞的亮度值和色度值間的比率來描述各種色彩取樣方式，然后以4:X:Y的形式描述，X和Y是每兩個色度通道中的數值的相對數量。

比如下圖：

色彩取樣方式詳見下表：

色度信號分辨率最高的格式是4:4:4，也就是說，在每條掃描線上每4個連續的采樣點Y采樣，就有相對應的4點Pb/Cb和4點Pr/Cr樣本。換句話說，在這種格式中，色度信號的分辨率和亮度信號的分辨率是相同的。這種格式主要應用在視頻處理設備內部，避免畫面質量在處理過程中降低。

所以，4:4:4是全帶寬與全色度最高采樣錄制與輸出方式。其帶寬與色域范圍都比4:2:2/4:2:0等方式存在質的優越。

雖然4:4:4的采樣方式能保證最高的圖像品質，但卻要占用巨大帶寬。4:4:4的傳輸設備和播放設備的價格與其它設備相比也會高一些。

而4:2:2，就是對實際的色度帶寬4:4:4進行了2:1的壓縮處理。

而4:2:0是在像素的奇數行中讀取B—Y(Pb/Cb)，在偶數行中讀取R—Y(Pr/Cr)的色彩取樣方式。雖然在4像素中用于讀取B—Y(Pb/Cb)和R—Y(Pr/Cr)信息的像素僅為1像素，但為了與4:1:1區別，標記為4:2:0。

4:2:0和4:2:2的區別，最明顯的地方就在于色彩過度區域出現斷層，色彩沒有4:2:2的細膩飽滿。

色彩取樣就是這樣通過忽略讀取一部分像素的色差信號，并且有選擇性地記錄色彩信息的方法。

最近十年中，視頻工程師發現人眼對色度的敏感程度要低于對亮度的敏感程度，眼睛對于亮和暗的分辨要比對色調和色彩飽和度的分辨精細一些。正是利用人類視覺這一特性，通過減少讀取色差信號像素的方法來壓縮信號量，可以節省信號的帶寬和功率。

通過選擇合適的顏色模型，可以使兩個色差信號所占的帶寬明顯低于Y的帶寬，而又不明顯影響重顯彩色圖像的觀看。

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