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视频图像采样

模拟视频的数字化包括不少技术问题,如电视信号具有不同的制式而且采用复合的YUV 信号方式,而计算机工作在RGB 空间;电视机是隔行扫描,计算机显示器大多逐行扫描;电视图像的分辨率与显示器的分辨率也不尽相同等等。因此,模拟视频的数字化主要包括色彩空间的转换、光栅扫描的转换以及分辨率的统一。

模拟视频一般采用分量数字化方式,先把复合视频信号中的亮度和色度分离,得到YUV 或YIQ 分量,然后用三个模/数转换器对三个分量分别采样并进行数字化,最后再转换成RGB 空间。

对彩色电视图像进行采样时,可以采用两种采样方法。一种是使用相同的采样频率对图像的亮度信号(Y)和色差信号(Cr,Cb)进行采样,另一种是对亮度信号和色差信号分别采用不同的采样频率进行采样。如果对色差信号使用的采样频率比对亮度信号使用的采样频率低,这种采样就称为图像子采样(subsampling)。由于人的视觉对亮度信号的敏感度高于对色差的敏感度,这样做利用人的视觉特性来节省信号的带宽和功率,通过选择合适的颜色模型,可以使两个色差信号所占的带宽明显低于Y 的带宽,而又不明显影响重显彩色图像的

观看。

目前使用的子采样格式有如下几种:

(1) 4:4:4 这种采样格式不是子采样格式,它是指在每条扫描线上每4 个连续的采样点取4个亮度Y 样本、4个红色差Cr 样本和4个蓝色差Cb 样本,这就相当于每个像素用3个样本表示。

(2) 4:2:2 这种子采样格式是指在每条扫描线上每4个连续的采样点取4个亮度Y 样本、2个红色差Cr 样本和2个蓝色差Cb 样本,平均每个像素用2个样本表示。

(3) 4:1:1 这种子采样格式是指在每条扫描线上每4个连续的采样点取4个亮度Y 样本、1个红色差Cr 样本和1个蓝色差Cb 样本,平均每个像素用1.5个样本表示。

(4) 4:2:0 这种子采样格式是指在水平和垂直方向上每2个连续的采样点上取2个亮度Y 样本、1个红色差Cr 样本和1个蓝色差Cb 样本,平均每个像素用1.5个样本表示。


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