क्या है 4: 4: 4, 4: 2: 2 और 4: 2: 0 या उपसमूह रंग

यह संभव है कि किसी बिंदु पर आपने शब्द ल्यूमिनेन्स और क्रोमिनेंस के बारे में सुना हो, हालाँकि आप समझ नहीं पाए हैं कि इन अवधारणाओं का क्या मतलब है या उनके विशिष्ट कार्य क्या थे। रंग की सबसम्प्लिंग या सबसम्प्लिंग की आवश्यकता होने पर दोनों शब्दों का उपयोग किया जाता है।

जब 4: 4: 4, 4: 2: 2 और 4: 2: 0 अंक सेट पढ़े जाते हैं, तो इसका मतलब है कि इन अधिसूचनाओं के माध्यम से क्रोमा सबसम्पलिंग से संबंधित एक वीडियो फॉर्मूला (जिसे क्रोमिनेंस सबसम्पलिंग भी कहा जाता है) व्यक्त किया जा रहा है। । ये संख्या संयोजन फ़ोटो और वीडियो में पाए जा सकते हैं, यही कारण है कि यह जानना आवश्यक है कि वे क्या हैं।

इन अधिसूचनाओं का विश्लेषण करने से पहले, यह विचार किया जाना चाहिए कि तस्वीरों और वीडियो में दोनों सामग्री उनके वितरण को धीमा करने का कारण बनती हैं, ब्रॉडबैंड द्वारा दी गई सीमाओं से संबंधित हैं।

इस परिदृश्य में, और दृश्य-श्रव्य सामग्री में अधिक से अधिक संपीड़न और हस्तांतरण की गति को प्राप्त करने के लिए, क्रोमिनेंस सबमामलिंग का उपयोग किया जाता है, व्यापक रूप से ब्लू-रे डिस्क और स्ट्रीमिंग सेवाओं जैसे विभिन्न सामग्री प्रारूपों में उपयोग किया जाता है।

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क्रोमा सबसम्पलिंग या सबसम्पलिंग क्या है?

क्रोमैटिक सबसम्पलिंग (रंग सबसम्पलिंग) एक ऐसी तकनीक है जिसके द्वारा किसी सिग्नल में निहित रंग सूचना को ल्यूमिनेंस में निहित सूचनाओं के अनुकूल करने के लिए संकुचित किया जाता है। इस तरह, बैंडविड्थ कम हो जाता है, लेकिन इस संकुचित छवि की गुणवत्ता को प्रभावित किए बिना।

कई साल पहले, डिजिटल वीडियो की शुरुआत के साथ, वीडियो बहुत अधिक वजन वाले थे, जिससे उन्हें प्रसारित करना और स्टोर करना मुश्किल हो गया। इन आकार की समस्याओं का हल खोजने की कोशिश करते हुए, क्रोमिनेंस सबसम्पलिंग का आगमन हुआ।

यदि हम सभी डिजिटल वीडियो की संरचना की जांच करते हैं, तो हमें दो मुख्य घटक मिलेंगे जिन्हें हम प्रकाश और क्रोमिनेंस कहते हैं।

पहला शब्द, जिसे हम चमक या कंट्रास्ट भी जानते हैं, वीडियो में सबसे गहरे और हल्के क्षेत्रों के बीच के सभी अंतरों को समाहित करता है।

इसके भाग के लिए, क्रोमिनेंस वीडियो के रंग संतृप्ति का घटक है। चूँकि मनुष्य की दृष्टि में रंग संतृप्ति (क्रोमिनेंस) की तुलना में कंट्रास्ट (ल्यूमिनेंस) के प्रति अधिक संवेदनशीलता होती है, इसलिए यह तय किया गया कि वीडियो का एक हिस्सा ऐसा था जो इसकी गुणवत्ता को प्रभावित किए बिना संकुचित हो सकता है।

इसलिए, डिजिटल वीडियो प्रबंधन को आसान बनाने के लिए, संपीड़न तकनीक को लागू किया गया था। इसका मतलब है कि एक सच्चा रंग वीडियो संकेत (4: 4: 4) जिसमें हम प्रत्येक पिक्सेल में लाल, हरे और नीले रंग की सभी जानकारी पाते हैं, यह संकुचित हो जाएगा यदि क्रोमैटिक सबसम्प्लिंग लागू किया जाता है, जिससे यह बनता है इसका स्थानांतरण हल्का है और इसे कम बैंडविड्थ की आवश्यकता होती है जब रंग पहले ही हटा दिया गया हो।

एक बार छवि संकुचित हो जाने के बाद, काले और सफेद रंग की गुणवत्ता रंगों की गुणवत्ता से कम नहीं होगी, जैसा कि संकेत दिया गया है, मानव दृष्टि में क्रोमिनेंस को आत्मसात करने की क्षमता कम होती है। इस तरह, सबमसमलिंग के बाद, वीडियो में क्रोमिनेंस जानकारी की तुलना में अधिक प्रकाश होगा।

इसके साथ 50% तक इसके आकार में महत्वपूर्ण कमी करते हुए छवि की गुणवत्ता को बनाए रखना संभव है। YUV जैसे कुछ प्रारूपों में, ल्यूमिनेन्स की मात्रा केवल कुल के एक तिहाई तक पहुंचती है, इसलिए क्रोमिनेंस को कम करने और इस प्रकार अधिक से अधिक संपीड़न प्राप्त करने के लिए एक व्यापक मार्जिन है।

इस बात को ध्यान में रखते हुए कि इंटरनेट और एचडीएमआई के व्यापक बैंड का गठन करने वाली गति में कुछ सीमाएं हैं, उदाहरण के लिए, यह संपीड़न प्राप्त करता है कि डिजिटल वीडियो को अधिक दक्षता के साथ प्रेषित किया जा सकता है।

CRT मॉनिटर, LCDs और चार्ज कपल्ड डिवाइस (CCDs) दोनों ही लाल, हरे और नीले रंगों को पकड़ने के लिए घटकों का उपयोग करते हैं। हालांकि, एक डिजिटल वीडियो में ल्युमा और क्रोमा के बीच एक अंतर किया जाता है, ताकि कम्प्रेशन बना सके और इसे ट्रांसमिशन के लिए हल्का बनाया जा सके।

कई क्रोमा सबसम्पलिंग विधियां हैं जो विभिन्न संकेतन का उपयोग करती हैं जिन्हें हम संक्षेप में समझाएंगे, यह देखते हुए कि पहली संख्या लूमा के लिए है और दूसरी और तीसरी संख्या क्रोमा के लिए है।

रंग subsampling / subsampling विधियाँ

4: 4: 4

यह पूर्ण और मूल संकल्प है, जिसमें किसी भी प्रकार का कोई संपीड़न नहीं है, जिसमें पहली संख्या में ल्यूमिनेंस (4) और निम्न दो संख्याओं (4: 4) का संकेत है, जो सीबी और सीआर क्रोमा घटकों के लिए उपयोग किया जाता है। 4: 4: 4 का उपयोग आमतौर पर RGB छवियों के लिए किया जाता है, हालाँकि इसका उपयोग YCbCr कलर स्पेस के लिए भी किया जाता है।

4: 2: 2

पहले अंक में हम लूमा का एक पूर्ण रिज़ॉल्यूशन देखते हैं, जबकि हम क्रोमिनेंस के लिए एक आधा रिज़ॉल्यूशन देखते हैं। यह अंकन छवियों में मानक है और एक संपीड़न को वहन करता है जो छवि गुणवत्ता को प्रभावित नहीं करता है। इसका उपयोग DVCpro50 और बेटाकैम डिजिटल वीडियो प्रारूपों के लिए किया जाता है।

4: 1: 1

फिर, हमारे पास एक पूर्ण रिज़ॉल्यूशन लुमा है, जबकि हमारे पास अब भी कम क्रोमिनेंस है - बस एक चौथाई। यह NTSC DV और PAL डिस्को फॉर्मेट द्वारा उपयोग की जाने वाली सबसम्पलिंग योजना है।

4: 2: 0

यह संकेतन इंगित करता है कि ल्युमा का रिज़ॉल्यूशन पूर्ण (4) है, जबकि क्रोमा घटकों के लिए ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज दिशा में इसका आधा रिज़ॉल्यूशन है। वास्तव में 4: 2: 0 एक बहुत ही कठिन रंग का नमूना है जिसमें वीडियो को इंटरलेस्ड या प्रोग्रेसिव या यदि इसे MPEG2 या PAL DV द्वारा उपयोग किया जा रहा है, तो इसमें बहुत सारे बदलाव शामिल हैं।

इस 4: 2: 0 नमूने के साथ, आपको 1/4 रंग समाधान मिलता है, जैसे 4: 1: 1 नमूना। हालांकि, पहले मामले में रंग क्षैतिज और लंबवत संकुचित होता है, जबकि दूसरे अंकन में संपीड़न क्षैतिज होता है।

1920 x 1080 कलर सबसेंपलिंग

एनालॉग एचडीटीवी डिजिटल एचडीटीवी के बाद उच्च गुणवत्ता और संकल्प की एक तकनीक थी। हालांकि, यह इंजीनियरों के लिए भी एक बड़ी चुनौती लेकर आया, क्योंकि उन्हें एक ऐसा फॉर्म तैयार करना था, जिससे इस नई तकनीक के लिए उस समय मौजूद सिस्टम में इस्तेमाल किया जा सके, मुख्यतः PAL और NTSC।

नतीजतन, सभी प्रयासों को PAL और NTSC के बीच संगतता बनाने के लिए निर्देशित किया जाना संभव था। नए एचडीटीवी मानक को इसकी मुख्य विशेषताओं के बीच, PAL और NTSC दोनों के लिए संगत होना चाहिए था।

इस मानक में वर्षों से जो विविधताएँ थीं, वे कई थीं, जब तक कि इसे अंत में 1125 ऊर्ध्वाधर रेखाओं पर सेट नहीं किया गया था, इनमें से 1080 विशेष रूप से छवि के लिए समर्पित थीं। उस समय, 1080 के लिए अधिकतम दर 29.97 एफपीएस (एनटीएसआर) थी, जबकि 720 के लिए यह 59.94 एफपीएस (एनटीएसआर) था।

ये अलग-अलग लोकप्रिय डिजिटल वीडियो प्रारूपों में सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किए जाने वाले क्रोमैटिक सबसम्पलिंग मूल्यों में से कुछ हैं:

• HDCAM: 3: 1: 1NTSC: 4: 1: 1PAL, DV, DVCAM, HDTV: 4: 2: 0Internet वीडियो: 4: 2: 0HDTV ट्रांसमिशन क्वालिटी: 4: 2: 2 Uncompressed (पूरी जानकारी): 4: 4: 4: 4

क्या एक 3: 1: 1 सबमप्लसिंग 4: 2: 2 से बेहतर है?

पुराने 1080p HDCAM प्रारूप में, 3: 1: 1 का उपयोग किया गया था, जबकि 720p का रिज़ॉल्यूशन था और अभी भी 4: 2: 2 है। लेकिन इनमें से कौन सबसे अच्छा था?

यदि हम केवल आंकड़ों के आधार पर, यह एक सरल उत्तर है: 4: 2: 2 दो बार 3: 1: 1 रंग के नमूने के संदर्भ में है, इसलिए हम स्पष्ट रूप से बता सकते हैं कि इस मामले में सर्वश्रेष्ठ 4: 2 है: २।

हालाँकि, यह एक पूर्ण उत्तर नहीं हो सकता है, क्योंकि छवि का आकार रंग नमूना के 4 × 4 अंक में नहीं माना जाता है।

तो इनमें से कौन सा अंकन बेहतर है? एक छवि जिसमें बहुत सारी रंग जानकारी होती है या कम जानकारी के साथ एक बेहतर नमूना रंग के साथ होती है? कोई स्पष्ट उत्तर नहीं है।

इस विश्लेषण का उद्देश्य हमारे लिए यह देखना था कि किसी चित्र में पृष्ठभूमि के रूप में बहुत अधिक जानकारी और जटिलता है जो सतही रूप से देखा जाता है।

बेशक, हमेशा ध्यान में रखते हुए कि हम 4: 4: 4 पर एक छवि के नमूने का उपयोग करते हैं, क्योंकि यह एक पूर्ण अंकन है जिसमें सर्वश्रेष्ठ नमूना आवृत्ति प्राप्त की जाती है।

सबमिशन 4: 4: 4 बनाम 4: 2: 2 बनाम 4: 2: 0

नंबर 4, जो बाईं ओर से पहला नंबर है, नमूने के आकार को इंगित करता है।

इससे पहले के दो नंबरों के लिए, वे क्रोमा जानकारी से संबंधित हैं। ये पहले नंबर (4) पर निर्भर करते हैं और क्रमशः क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर नमूने को परिभाषित करने के लिए जिम्मेदार हैं।

4: 4: 4: 4 रंग घटक के साथ एक छवि बिल्कुल संकुचित नहीं है, जिसका अर्थ है कि यह उप-नमूना नहीं था और इसलिए पूरी तरह से ल्यूमिनेन्स और रंग डेटा शामिल है।

चार को दो पिक्सेल मैट्रिक्स द्वारा विश्लेषण करते हुए, हम देखते हैं कि 4: 2: 2 में आधा क्रोमा होता है जो हमें 4: 4: 4 सिग्नल में मिलता है, जबकि 4: 2: 0 मैट्रिक्स का विश्लेषण करते हुए हम देखते हैं कि इसमें और भी कम: केवल एक रंग सूचना कक्ष।

4: 2: 2 सिग्नल पर क्षैतिज नमूनाकरण दर केवल आधी (2) होगी, जबकि इसका ऊर्ध्वाधर नमूना पूर्ण (4) होगा। इसके विपरीत, 4: 2: 0 सिग्नल में, पहली पंक्ति में पिक्सेल के आधे हिस्से में केवल रंग का नमूना होता है, पूरी तरह से संकेत की दूसरी पंक्ति में पिक्सेल की अनदेखी करता है।

सबसैम्पलिंग डेटा के आकार की गणना

एक काफी सरल गणना है जिसके साथ हम जान सकते हैं कि उप-नमूना रंग होने के बाद वास्तव में कितनी जानकारी खो गई है। गणना इस प्रकार है:

जैसा कि हमने पहले ही संकेत दिया है, एक नमूने के लिए अधिकतम गुणवत्ता 4 + 4 + 4 = 12 है

इसका मतलब है कि पूर्ण रंग के साथ एक छवि 4: 4: 4 = 4 + 4 + 4 = 12 है, जहां हम बिना किसी संपीड़न के 100% गुणवत्ता पाते हैं। इस बिंदु से, एक नमूने की गुणवत्ता निम्नानुसार भिन्न हो सकती है:

• 4: 2: 2 = 4 + 2 + 2 = 8, जो 66.7% है 4: 4: 4 (12) 4: 2: 0 = 4 + 2 + 0 = 6, जो कि 50% है 4: 4: 4 (12) 4: 1: 1 = 4 + 1 + 1 = 6, जो कि 4: 4: 4 (12) 3: 1: 1 = 1 + 3 + 1 + 1 = 5 का 50% है। जो 4: 4: 4 (12) का 42% है

इसलिए, यदि एक 4: 4: 4 पूर्ण रंग संकेत 24 एमबी आकार में है, तो इसका मतलब है कि 4: 2: 2 संकेत लगभग 16 एमबी आकार में होगा, जबकि 4: 2: 0 संकेत यह 12 एमबी आकार में होगा और एक 3: 1: 1 सिग्नल 10 एमबी होगा।

इससे हम पहले ही समझ सकते हैं कि क्यों क्रोमेटिक सबसम्पलिंग इतना महत्वपूर्ण है और इसका अस्तित्व बना हुआ है। इंटरनेट और टेलीविजन जैसे क्षेत्रों के लिए यह आवश्यक है क्योंकि यह फाइलों के आकार को कम करता है और इसलिए कम बैंडविड्थ संसाधनों की आवश्यकता होती है।

सबसेंपलिंग के बारे में निष्कर्ष

रंगीन सबसैम्पलिंग के साथ हम एक इमेज फाइल को इस तरह से उसका आकार कम कर सकते हैं। इसके साथ, यह प्राप्त किया जाता है कि नग्न आंखों के साथ छवि की गुणवत्ता को खोने के बिना, इसे प्रसारित करने के लिए कम बैंडविड्थ की आवश्यकता होती है। इसका मतलब यह है कि रंग के सबमप्लिमेंटिंग या सबसम्प्लिंग के बाद, कोई भी प्रमुख खराबी दृष्टिगत नहीं है।

वर्तमान में, 4: 2: 0 नमूना दृश्य-श्रव्य सामग्री प्लेटफार्मों के लिए आवश्यक है, इसलिए इस संपीड़न तकनीक के बिना, अमेज़ॅन और नेटफ्लिक्स से 4K सामग्री जैसी सेवाओं का उपयोग करना निश्चित रूप से बहुत अधिक कठिन और महंगा होगा।

विकिपीडिया स्रोत