4:4:4, 4:2:2 y 4:2:0, Chroma Subsampling, en un televisor

Por | 26/09/2014
Televisor 4K

El chroma subsampling o submuestreo de color es una técnica usada tanto en las retransmisiones de video, como en los formatos DVD o Blu Ray que permite reducir la cantidad de información que es necesario que llegue a tu televisor digital.

Por ejemplo, una imagen digital que corresponda a una señal Full HD tiene 1920×1080 pixeles o lo que es lo mismo, necesita de 6 megas ya que lleva incluido 3 bytes por pixel para representar su color. Multiplica eso por 60 cuadros o imágenes por segundo y tienes un flujo de información de 360 MB por segundo. Eso quiere decir que necesitas 1296 Gigabytes para almacenar solamente una hora sin contar el sonido.

Obviamente nunca se envía ni se guarda esa cantidad de información así que se hace necesaria la utilización de una serie de técnicas destinadas a descartar lo que el ser humano no es capaz de ver. Es decir reducir el tamaño sin que seamos capaces de notar la diferencia.

¿Qué es el chroma subsampling?

Es una técnica que consiste en no enviar toda la información de color de cada uno de los pixeles. Lo curioso de la reducción de información en el color es que se usa desde siempre, incluso con señales analógicas o en los formatos de compresión fotográficos.

Su funcionamiento es sencillo, una cámara digital, sea de video o de fotos es capaz de identificar la intensidad en los tres colores primarios, lo que se denomina por sus siglas en ingles RGB, o rojo, verde y azul.

Sin embargo, no es así como se envía. El color de un pixel se codifica según tres parámetros que son su luminancia, que la puedes ver como la intensidad, y dos componentes llamadas U y V donde estas dos últimas añaden la información del color.

Y=0,299R+0,587G+0,114B

U=G-Y

V=R-Y

Una vez que llega al televisor este se encarga de pasar esos datos a sus componentes R, G, B.

El chroma subsampling se basa en que nuestro sistema visual está diseñado de tal manera que notamos mejor las variaciones en luminancia que en las otras dos componentes.

¿Qué tipo de Chroma Subsampling existen?

Los tipos de submuestreo de color se identifican con tres números que encontraras separados por dos puntos. Los que más nos interesan en el mundo de la televisión son los siguientes:

4:4:4. No existe ningún tipo de compresión, al menos en el apartado cromático. Es usado solamente en las tarjetas gráficas de los ordenadores. Debido al tamaño que ocupa, no es un formato que se utilice para la grabación ni para la transmisión.

4:2:2. Esto indica que por cada cuatro pixeles se utilizan cuatro bytes para la luminancia y dos para la componente U y dos para la V. Esto se hace horizontalmente, es decir en pixeles que estén unos pegados al otro. De esta sencilla forma comprimimos la cantidad de información en 1.5. Se utiliza en algunas cámaras de video.

4:2:0. Es el más común. Usado en DVD, Blu Ray, en la TDT normal y en la HD. En este caso tenemos los mismos cuatro bytes por cada cuatro pixeles para la luminancia, dos para la componente U y otros dos para la V, pero además está última información solo se añade cada dos líneas. Es decir, por cada ocho pixeles sólo habrá cuatro bytes de información de color en vez de los dieciséis que encontrarías si la codificación fuera 4:4:4. Es decir pasamos de 24 a 12, comprimimos la información a la mitad, si tenemos en cuenta el color y la luminancia.

Author: Ángel Luis

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