Nó là gì và tại sao nó lại quan trọng?

Máy tính xử lý không gian màu RGB, trộn các kết hợp đỏ, lục và lam để hiển thị màu trên màn hình. Nhưng RGB không thích hợp để lưu trữ và truyền tải vì nó mang tính dự phòng.

Rất may, nhận thức của con người có thể bị đánh lừa bằng một kỹ thuật được gọi là lấy mẫu con sắc độ. Đó là một loại nén cho hình ảnh tĩnh và video loại bỏ một số thông tin màu sắc mà không làm giảm chất lượng hình ảnh cảm nhận được.

Điều này giúp giảm kích thước tệp và sử dụng băng thông.

Cùng theo dõi với chúng tôi để tìm hiểu cách hoạt động của việc lấy mẫu con sắc độ, các chế độ lấy mẫu khác nhau ảnh hưởng như thế nào đến chất lượng hình ảnh và cách định cấu hình tốt nhất cho thiết bị của bạn.

Lấy mẫu phụ Chroma là gì? Nó làm gì?

Hệ thống thị giác của con người có hiểu biết thấp hơn nhiều về sự thay đổi của sự khác biệt màu sắc so với độ sáng. Việc lấy mẫu con Chroma tận dụng thực tế này bằng cách giảm lượng thông tin màu trong tín hiệu nguồn để thay vào đó cho phép nhiều dữ liệu độ sáng hơn. Nói cách khác, các thành phần màu được lấy mẫu ở độ phân giải thấp hơn độ sáng.

Giảm thông tin màu sắc cho phép tín hiệu video truyền đi hiệu quả qua cáp HDMI băng thông hạn chế và qua internet. Bởi vì mắt của bạn kém nhạy cảm với màu sắc hơn độ sáng, bạn sẽ không cảm nhận được sự khác biệt lớn về chất lượng khi thưởng thức những bộ phim yêu thích của mình.

Lấy mẫu con Chroma cũng được sử dụng trong mã hóa JPEG.

RGB so với YUV và YCbCr

Trong video và nhiếp ảnh kỹ thuật số, thành phần độ sáng — hoặc luma — thường được ký hiệu là Y. Dữ liệu màu (được gọi là độ sắc hoặc đơn giản là sắc độ) bao gồm hai thành phần khác nhau: Cb (hình chiếu màu xanh lam) và Cr (hình chiếu màu đỏ). Sự kết hợp của chúng, được gọi là YCbCr, là thứ xác định màu sắc bạn nhìn thấy trên màn hình.

Các thiết bị hình ảnh như máy quay video sử dụng tín hiệu tương tự tổng hợp (YUV), có thể được mã hóa kỹ thuật số dưới dạng YCbCr. Vì các thiết bị chiếu như TV và điện thoại trong túi của bạn xử lý RGB thay vào đó, chúng chuyển đổi tín hiệu YCbCr kỹ thuật số trở lại không gian màu RGB trước khi hiển thị hình ảnh.

Các loại lấy mẫu con Chroma phổ biến

Không gian màu YCbCr hỗ trợ một số lược đồ lấy mẫu con màu sắc được biểu thị dưới dạng tỷ lệ A: B: C. A là chiều rộng ngang của vùng được lấy mẫu tính bằng pixel, B biểu thị số lượng mẫu độ sắc (Cr, Cb) trong hàng đầu tiên và C biểu thị lấy mẫu dọc.

Ví dụ: lược đồ 4: 2: 2 xác định một phân đoạn gồm bốn pixel theo chiều ngang trong hai hàng. Nó lấy mẫu bốn nguyên tố luma và trộn chúng với hai nguyên tố chroma (một Cr và một Cb).

4: 4: 4, 4: 2: 2 và 4: 2: 0: Sự khác biệt là gì?

Sau đây là các cách kết hợp phổ biến nhất để lấy mẫu con sắc độ:

• 4: 4: 4 được sử dụng cho tín hiệu không nén mà không bị giảm màu. Bạn nhận được đầy đủ độ phân giải màu ngang và dọc mà không làm giảm chất lượng. Ngoài ra còn có 4: 4: 4: 4, trong đó bốn thứ tư là một kênh minh bạch.
• 4: 2: 2 có một nửa sắc độ là 4: 4: 4, giảm một nửa độ phân giải màu theo chiều ngang so với luma. Nó làm giảm kích thước tệp của tín hiệu không nén xuống một phần ba, với rất ít hoặc không có tạo tác nén. Do đó, 4: 2: 2 thường được sử dụng trong các định dạng video chuyên nghiệp và chơi game như Digital Betacam, DVCPRO 50 và MPEG-2.
• 4: 2: 0 vận chuyển một phần tư số mẫu luma. Chỉ một nửa số pixel trong hàng đầu tiên được lấy mẫu và hàng thứ hai bị loại bỏ. Với tỷ lệ lấy mẫu giảm một nửa theo chiều ngang và chiều dọc, 4: 2: 0 thực tế vẫn giữ được chất lượng hình ảnh không bị mất. Những tính năng đó đã giúp biến nó thành một tiêu chuẩn công nghiệp cho phim, chương trình truyền hình và thể thao.

Có rất ít lợi thế về hình ảnh khi sử dụng lấy mẫu 4: 4: 4 cho phương tiện. Đây là lý do tại sao hầu hết các máy quay video kỹ thuật số và nhiều phim Blu-ray sử dụng mã hóa 4: 2: 0. Và đối với những lúc bạn cần xuất video từ Premiere Pro trên máy tính của mình, các codec video phổ biến như MPEG-1, MPEG-2 và H.261 / 263 đều hỗ trợ 4: 2: 0.

4: 2: 1 so với 4: 1: 1 so với 4: 4: 0

Các sơ đồ lấy mẫu khác không được sử dụng rộng rãi, chẳng hạn như các ví dụ dưới đây.

• 4: 2: 1 là một chế độ lấy mẫu hơi lỗi thời với độ phân giải Cb ngang bằng một nửa của Cr và một phần tư độ phân giải Y theo chiều ngang.
• 4: 1: 1 phần tư độ phân giải sắc độ và giảm một nửa băng thông, điều này ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh. Trong khi một số định dạng video kỹ thuật số như DV, DVCAM và DVCPRO sử dụng 4: 1: 1, chế độ lấy mẫu này không phải là chất lượng phát sóng.
• 4: 4: 0 giảm một nửa tỷ lệ lấy mẫu theo chiều dọc nhưng duy trì theo chiều ngang.

Lấy mẫu theo Chroma trong Văn bản, Ứng dụng và Phương tiện

Các chế độ lấy mẫu con sắc độ khác nhau nhắm mục tiêu các trường hợp sử dụng cụ thể.

Không ai thích nhìn thấy các tạo tác nén trên nội dung có độ tương phản cao, pixel hoàn hảo, chẳng hạn như văn bản ở trên cùng một màu phẳng. Đó là lý do tại sao máy tính, điện thoại, máy tính bảng và bảng điều khiển trò chơi chỉ sử dụng lấy mẫu 4: 4: 4. Mã hóa phương tiện với tỷ lệ 4: 4: 4 là quá mức cần thiết — không có sự khác biệt rõ ràng về hình ảnh và kích thước tệp tăng dần.

Cách kiểm tra lấy mẫu phụ Chroma

Cách đơn giản nhất để kiểm tra lấy mẫu con sắc độ là một thẻ kiểm tra kỹ thuật số được tích hợp trong TV của bạn, còn được gọi là “kiểm tra khởi động” hoặc “mẫu kiểm tra”. Bật tính năng này trong cài đặt của TV sẽ xuất ra một tập hợp các mẫu và thanh màu đã hiệu chỉnh.

Các thanh màu trên TV của bạn không chỉ cho phép bạn kiểm tra xem liệu lấy mẫu con màu sắc có được sử dụng hay không mà còn đảm bảo rằng đầu ra đúng với màu sắc và tông màu theo tín hiệu gốc.

Nếu bạn không thể tìm thấy tùy chọn này, hãy Google “các mẫu thử nghiệm lấy mẫu phụ sắc độ” hoặc sử dụng hình ảnh kiểm tra sắc độ do RTINGS cung cấp. Mở ảnh này trên máy tính hoặc xem trên TV của bạn. Đảm bảo đặt tỷ lệ thành 100% trước khi tìm kiếm các tạo tác đặc trưng như các cạnh văn bản mờ, chảy màu và làm mờ các dòng và văn bản.

Nếu không có gì thì TV của bạn sử dụng chế độ lấy mẫu 4: 4: 4 không nén.

Cách chọn lấy mẫu con Chroma tốt nhất

Với tất cả những kiến ​​thức này, bạn sẽ có hiểu biết cơ bản về lấy mẫu con sắc độ và cách các chế độ nén khác nhau hoạt động.

Theo nguyên tắc chung, cáp HDMI của bạn phải hỗ trợ cả 4: 2: 0 và 4: 2: 2. Để thưởng thức video 4: 4: 4 không nén mà không cần lấy mẫu phụ màu sắc, bạn sẽ cần cáp HDMI Tốc độ cực cao với băng thông đã nêu trong phạm vi 18-48 Gbps.

Nếu bạn đang kết nối máy tính, hộp giải mã tín hiệu hoặc bảng điều khiển trò chơi với TV, hãy đảm bảo đặt định dạng video thành YCbCr / YUV (đừng lo lắng về hiện tượng mờ văn bản trong trò chơi — các công cụ đồ họa ngày nay tính đến việc lấy mẫu phụ màu) .

• LG: Đi tới cài đặt hình ảnh và bật HDMI ULTRA HD màu sâu. Bây giờ hãy nhấp vào Đầu vào nút, chọn Tất cả các đầu vàovà chọn cổng để sử dụng chế độ này.
• TLC: 4: 4: 4 phải được bật theo mặc định khi bạn kết nối PC. Nếu không, hãy đảm bảo đặt loại đầu vào thành Máy tính trong giao diện cài đặt.
• SAMSUNG: Đi đến Cài đặt menu và nhấp vào Cài đặt chuyên gia bên dưới Cài đặt hình ảnh đầu trang. Bây giờ, hãy cuộn xuống Màu HDMI UHD ở cuối màn hình, chọn đầu vào sẽ sử dụng 4: 4: 4: và đặt thành máy tính cách thức.
• Sony: Mở Cài đặt và chuyển đến menu đầu vào bên ngoài, sau đó chọn Định dạng nâng cao HDMI. Bạn cũng phải đặt chế độ hình ảnh của mình thành Đồ họa trong cài đặt hình ảnh.
• Vizio: Chọn đầu vào của bạn trong Trưng bày cài đặt của ứng dụng SmartCast. Bây giờ hãy chọn Lấy mẫu con màu HDMIgán nó cho cổng đầu vào mong muốn, sau đó đặt nó thành Máy tính.

Đối với các bộ truyền phát đa phương tiện như Apple TV, hãy đặt đầu ra tín hiệu HDMI của bạn thành YCbCr trong phần cài đặt.

Sau tất cả các vấn đề lấy mẫu phụ trên Chroma

Hiểu cách hoạt động của lấy mẫu con sắc độ sẽ không chỉ giúp bạn giải mã ý nghĩa của những chữ viết tắt kỳ lạ được in bên cạnh các cổng I / O ở mặt sau TV mà còn chọn cài đặt chính xác để có chất lượng hình ảnh tối ưu.

Nếu không có lấy mẫu con sắc độ, các luồng video 4K sẽ bị gián đoạn và bạn cần rất nhiều bộ nhớ chỉ để lưu phim và hình ảnh được quay bằng điện thoại của mình.