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数字视频分量编码4:2:2、4:1:1和4:2:0取样格式简介

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2024年6月14日发(作者:粟清芬)

维普资讯

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播室数字化分量编码标准。 

在这里我们可以看到,亮度信号的抽样频率是 

13.5MHz,两个色差信号的抽样频率是6.75MHz,其 

抽样频率之比为4:2:2,为此我们也把它称之 

4:2:2格式。同理,如果3个信号的抽样频率均取 

l3.5MHz的话,则称为4:4:4格式。4:4:4格式一般 

用于对信号处理质量要求较高的设备,以适合更高 

图像质量要求。另外,根据不同场合的需求,经常 

用到的还有4:1:l和4:2:0格式等等。 

综上所述,CCIR 601建议使得模拟电视的3种 

制式在数字分量编码标准的基础上得到了统一。今 

后全世界在数字电视的领域里将统一使用一种制 

式,不再像模拟时代那样为各种制式间的转换而烦 

恼。 

3 4:1:1与4:2:0格式的区别 

4:2:2格式是CCIR建议的数字电视演播室数字 

图匮 

化分量编码标准。但是在实际工程应用中,我们还 

经常可以看到其它的格式在使用,例如:为了节约 

带宽、降低成本,在不影响视觉效果的情况下,还 

抛 

有将色差信号抽样频率取为较低标准的4:l:1和 

4:2:0格式。 

那么4:1:1和4:2:0格式之间有什么相同之处,

圆圆 圃 

 

又有什么差别呢?首先相同之处在于4:1:l和 

4:2:0格式对亮度Y信号的处理是相同的,都以 

13.5MHz的抽样频率取样,区别在色差信号的处理方 

面。对于4:l:l来说,比较好理解,即色差信号 

Cr和Cb分别以3.375MHz的频率取样,Y、Cr和 

圆圈圈 亚亚匝 一●=●二 亚 厘 ●=● 一¨ 

一匝一 一匝一 一 

Cb的比值为4:l:l。在数据传送时,每一行传送亮 

度样值Y为720个,色差样值Cr和Cb各180个, 

Cr和Cb样值的总和为360个。对于4:2:0来说,则 

采用了另一种处理方式,即对色差信号Cr和Cb都以 

6.75MHz的频率取样,但在数据传送时,除亮度样值 

Y为720个外,每一行只传送两种色差样值Cr和 

Cb其中的一种,其样值也为360个,两种色差样值 

每行交替传送,这就是通常所说的4:2:0取样格 

式。在两种系统中,cr和Cb取样的起点和Y是相同 

的。在这里我们要注意4:2:0中的0,它表示的是两 

种色差样值在传送时是每行交替进行的,而绝不是 

有一个色差信号不取样。这点比较容易被人误解。 

概括起来说,4:1:l格式在每一个有效行内,都 

有亮度样值720个,色差样值cr和Cb各180个;而 

4:2:0格式在每一个有效行内,除有亮度样值720个 

外,只有色差样值Cr或Cb其中的一种360个出现, 

在相邻的有效行之间Cr、Cb交替出现。这就是 

4:l:l和4:2:0的不同之处。 

●——Y信号样值 

0——cr信号样值 

0——cb信号样值 

图1 3种取样格式的比较 

图1所示为3种取样格式的比较。 

从图中可以看出,4:2:0并非Cb取样为0,而是 

和4:1:1相比,在水平方向上提高1倍色差采样频 

率,但在垂直方向上以Cr、Cb间隔的方式减小一半 

色差采样。 

4 4:1:1与4:2:0的优缺点 

4:l:1与4:2:0这两种取样格式孰优孰劣不能一 

概而论,它们对图像质量的影响各有利弊。4:2:0是 

在垂直方向上牺牲了彩色清晰度,而4:1:1则是在 

水平方向上牺牲了彩色清晰度。就直观上讲,前者 

在显示方面有一定优势,因为人眼对水平方向上的 

细节更敏感一些,而后者在多代复制性能上表现得 

更加突出一些。一般在Dv实际应用中,NTSC制式采 

用4:1:1格式,PAL采用4:2:0格式。 

4:2:2是CCIR 601建议的格式,它比较完整地 

保留了模拟视频信号的原始信息。而4:l:l和 

4:2:0这两种格式相对于4:2:2格式来说,随着色差 

信号取样频率减半,带宽也随之减半。这样便可以 

大量地节省带宽,但是它们的缺点也是显而易见 

的。彩色信号带宽信息减半,场取样比减半,导致 

了后期制作中的一些重要信号信息的丢失,如色键 

等。因此由这两种非标准取样格式而产生的彩色数 

字电视信号就不再适合作高质量的多代编辑,但是 

用于普通的新闻采访和窄带传输却是绰绰有余。用 

平常的话说就是牺牲带宽而换得节省设备费用。 

4:2:2格式同4:1:1及4:2:0格式系统相比,其高质 

量视频图像的效果是显而易见的。 

(收稿日期2007—0卜04) 

作者简介:杨林,男,本科学历,高级工程 

师。 

2007年第02期l 03 

2024年6月14日发(作者:粟清芬)

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播室数字化分量编码标准。 

在这里我们可以看到,亮度信号的抽样频率是 

13.5MHz,两个色差信号的抽样频率是6.75MHz,其 

抽样频率之比为4:2:2,为此我们也把它称之 

4:2:2格式。同理,如果3个信号的抽样频率均取 

l3.5MHz的话,则称为4:4:4格式。4:4:4格式一般 

用于对信号处理质量要求较高的设备,以适合更高 

图像质量要求。另外,根据不同场合的需求,经常 

用到的还有4:1:l和4:2:0格式等等。 

综上所述,CCIR 601建议使得模拟电视的3种 

制式在数字分量编码标准的基础上得到了统一。今 

后全世界在数字电视的领域里将统一使用一种制 

式,不再像模拟时代那样为各种制式间的转换而烦 

恼。 

3 4:1:1与4:2:0格式的区别 

4:2:2格式是CCIR建议的数字电视演播室数字 

图匮 

化分量编码标准。但是在实际工程应用中,我们还 

经常可以看到其它的格式在使用,例如:为了节约 

带宽、降低成本,在不影响视觉效果的情况下,还 

抛 

有将色差信号抽样频率取为较低标准的4:l:1和 

4:2:0格式。 

那么4:1:1和4:2:0格式之间有什么相同之处,

圆圆 圃 

 

又有什么差别呢?首先相同之处在于4:1:l和 

4:2:0格式对亮度Y信号的处理是相同的,都以 

13.5MHz的抽样频率取样,区别在色差信号的处理方 

面。对于4:l:l来说,比较好理解,即色差信号 

Cr和Cb分别以3.375MHz的频率取样,Y、Cr和 

圆圈圈 亚亚匝 一●=●二 亚 厘 ●=● 一¨ 

一匝一 一匝一 一 

Cb的比值为4:l:l。在数据传送时,每一行传送亮 

度样值Y为720个,色差样值Cr和Cb各180个, 

Cr和Cb样值的总和为360个。对于4:2:0来说,则 

采用了另一种处理方式,即对色差信号Cr和Cb都以 

6.75MHz的频率取样,但在数据传送时,除亮度样值 

Y为720个外,每一行只传送两种色差样值Cr和 

Cb其中的一种,其样值也为360个,两种色差样值 

每行交替传送,这就是通常所说的4:2:0取样格 

式。在两种系统中,cr和Cb取样的起点和Y是相同 

的。在这里我们要注意4:2:0中的0,它表示的是两 

种色差样值在传送时是每行交替进行的,而绝不是 

有一个色差信号不取样。这点比较容易被人误解。 

概括起来说,4:1:l格式在每一个有效行内,都 

有亮度样值720个,色差样值cr和Cb各180个;而 

4:2:0格式在每一个有效行内,除有亮度样值720个 

外,只有色差样值Cr或Cb其中的一种360个出现, 

在相邻的有效行之间Cr、Cb交替出现。这就是 

4:l:l和4:2:0的不同之处。 

●——Y信号样值 

0——cr信号样值 

0——cb信号样值 

图1 3种取样格式的比较 

图1所示为3种取样格式的比较。 

从图中可以看出,4:2:0并非Cb取样为0,而是 

和4:1:1相比,在水平方向上提高1倍色差采样频 

率,但在垂直方向上以Cr、Cb间隔的方式减小一半 

色差采样。 

4 4:1:1与4:2:0的优缺点 

4:l:1与4:2:0这两种取样格式孰优孰劣不能一 

概而论,它们对图像质量的影响各有利弊。4:2:0是 

在垂直方向上牺牲了彩色清晰度,而4:1:1则是在 

水平方向上牺牲了彩色清晰度。就直观上讲,前者 

在显示方面有一定优势,因为人眼对水平方向上的 

细节更敏感一些,而后者在多代复制性能上表现得 

更加突出一些。一般在Dv实际应用中,NTSC制式采 

用4:1:1格式,PAL采用4:2:0格式。 

4:2:2是CCIR 601建议的格式,它比较完整地 

保留了模拟视频信号的原始信息。而4:l:l和 

4:2:0这两种格式相对于4:2:2格式来说,随着色差 

信号取样频率减半,带宽也随之减半。这样便可以 

大量地节省带宽,但是它们的缺点也是显而易见 

的。彩色信号带宽信息减半,场取样比减半,导致 

了后期制作中的一些重要信号信息的丢失,如色键 

等。因此由这两种非标准取样格式而产生的彩色数 

字电视信号就不再适合作高质量的多代编辑,但是 

用于普通的新闻采访和窄带传输却是绰绰有余。用 

平常的话说就是牺牲带宽而换得节省设备费用。 

4:2:2格式同4:1:1及4:2:0格式系统相比,其高质 

量视频图像的效果是显而易见的。 

(收稿日期2007—0卜04) 

作者简介:杨林,男,本科学历,高级工程 

师。 

2007年第02期l 03 

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