Цветовая субдискретизация сигнала удаляет некоторую информацию о цвете из изображения или видео, сохраняя при этом информацию о яркости. Это уменьшает общую полосу пропускания, необходимую для передачи сигнала, без существенного визуального влияния на конечное изображение. В отличие от сжатия Display Stream, которое не имеет визуальных потерь, субдискретизация цветности иногда приводит к появлению артефактов, но их обычно трудно обнаружить, если вы их ищете.

Причина, по которой субдискретизация цветности настолько эффективна и так широко используется, на самом деле является обманом человеческого глаза. Хотя люди прекрасно распознают контраст – разницу между светлым и темным, – они не так хорошо распознают цветовые различия. По этой причине изображения и видео с субдискретизацией цветности передают полные данные о яркости, но данные о цвете ограничены. Хотя это уменьшает вариацию цвета на изображении, даже тренированному глазу очень трудно его увидеть, если он действительно не ищет его.

Стандартный видеосигнал состоит из двух основных компонентов: информации о яркости и информации о цвете. В полностью несжатом виде такой сигнал называется 4:4:4, где каждый пиксель имеет свой набор значений цветности (цвета). Это максимально возможное качество видео без субдискретизации.

Слегка сжатый сигнал называется 4:2:2 и содержит информацию о цвете для каждого второго пикселя, причем эти другие пиксели копируют информацию о цвете у своих соседей. Таким образом, в блоке пикселей два на два каждый пиксель имеет свои собственные данные яркости, а каждая группа из двух пикселей разделяет данные цвета. Это часто используется при профессиональном редактировании видео, где снижается скорость передачи данных, совершенно не влияя на качество изображения.

В вещании, потоковой передаче и UHD Blu-ray используется более агрессивная субдискретизация цветности 4:2:0, при которой на каждые четыре пикселя приходится только один пиксель цветовых данных. Блок размером два на два пикселя будет иметь данные о яркости для каждого пикселя, но будет использовать общие данные о цвете для всех пикселей. Это звучит драматично (и влияние, которое это оказывает на пропускную способность). Является драматично) Итоговый результат все равно едва отличим от 4:2:2 или 4:4:4.

Недостаточная дискретизация цветности обычно не включена по умолчанию на мониторах ПК, поскольку она может вызвать проблемы с читаемостью мелкого текста, который гораздо более заметен на мониторах, чем на телевизорах.

Подвыборка цветности — это один из нескольких методов сжатия, которые могут уменьшить общую полосу пропускания, необходимую для передачи видео. Для потребителей DSC в значительной степени заменил субдискретизацию цветности, поскольку она полностью лишена визуальных потерь и высвобождает дополнительную полосу пропускания, необходимую для высоких частот обновления и разрешения.

Однако это не означает, что субдискретизация цветности не нужна. Фактически, это по-прежнему важная часть функциональности современных потоковых сервисов и современных UHD Blu-ray, которые используют его для хранения огромного количества данных о цветности и яркости, необходимых для видео с разрешением 4K.

Подвыборка цветности по-прежнему полезна, если вы используете старые дисплеи, не поддерживающие DSC. Это также важная часть некоторых алгоритмов статических изображений, например, способа создания JPEG.

Достаточно сказать, что субдискретизация цветности по-прежнему может быть полезной и регулярно используется в различных отраслях и в нишевых средах. Однако для обычных потребителей DSC, возможно, является более эффективной системой сжатия. Он гораздо более современен и, скорее всего, будет включен по умолчанию в тех случаях, когда вы можете его использовать, поэтому вам не придется использовать подвыборку цветности вручную.

Редакционные рекомендации