Färgsampling 4:4:4 eller 4:2:2?

När det gäller video och digital inspelning möter man som fotograf ofta rubrikens siffertal. Vad betyder dessa och vad är skillnaden? Är 4:4:4 mycket bättre kvalitetsmässigt än 4:2:2 ?

”There is absolutely no difference in color space between 4:4:4 and 4:2:2 (done correctly) in any camera system”, skriver Panavisions John Galt, Senior Vice President Panavision Advanced Digital Imaging, på en fråga på CML på Internet.

Siffrorna representerar frekvensförhållandet vid inspelning mellan luminans och färg. Med 4:4:4 har man full information av färg i alla pixlar, medan 4:2:2 har reducerad horisontell färgupplösning till hälften, vilket gör att det senare tar mindre plats på inspelningsmediet.

Här några rader jag hittade på Cinematography Mailing List:

There is absolutely no difference in color space between 4:4:4 and 4:2:2 (done correctly) in any camera system. The is certainly no difference in the Genesis color space between 4:4:4 and 4:2:2. Although their is a theoretical improvement in color difference blue screen/green screen photography (because of the equal full resolution of 4:4:4 RGB). It is extremely difficult to even demonstrate this with real images. Resolution in this context is bandwidth, or spatial resolution, not color.

John Galt
Senior Vice President, Panavision Advanced Digital Imaging.

I have to agree with Mr. Galt on both points, based on real world experience. 4:4:4 does help with matte extraction under some conditions.

However, as a practical matter, I don’t believe there is a person on this
list who could successfully and repeatedly tell the difference between 4:2:2 and 4:4:4 non-colorscreen images recorded on an SRW deck or Codex or Stwo or Rave, viewed on anything they care to name.

Under most circumstances, 4:4:4 is more data with very little practical
visible return.

Bob Kertesz, BlueScreen LLC, Hollywood, California

Av detta kan man dra slutsatsen att för vanliga bilder kan man spela in i 4:2:2 och använda 4:4:4 för green och blue screen.

4:4:4 Ingen nersampling av krominanssignalerna.
4:2:2 Krominanssignalerna nersamplade en faktor 2 i horisontal ledd.
4:1:1 Krominanssignalerna nersamplade en faktor 4 i horisontal ledd.
4:2:0 Krominanssignalerna nersamplade en faktor 2 både i horisontal och
vertikal ledd.

Både MPEG-2 och MPEG-4 använder 4:2:0-formatet eftersom det mänskliga ögat uppfattar svart-vitt betydligt bättre än färger. Vissa DVD-spelare kan dock kompensera detta genom att sampla upp färginformationen igen d.v.s. man skapar då färginformation som inte finns. Detta kan man ju diskutera hur bra det blir. Olika bildläsare gör ju även detta olika bra.

Wikipedia say the following about Sony HDCAM tapes:

“HDCAM, introduced in 1997, is an HD version of Digital Betacam, using an 8-bit DCT compressed 3:1:1 recording, in 1080i-compatible downsampled resolution of 1440×1080, and adding 24p, 25p, 30p and 23.976 PsF modes to later models. The HDCAM codec uses non-square pixels and as such the recorded 1440×1080 content is upsampled to 1920×1080 on playback. The recorded video bitrate is 144 Mbit/s”.

På dessa länkar kan du läsa mer om luminans, färg och subsampling samt se på video från Panavision.

Länk till Wikipedia

Chroma Subsampling Standards

Mer info om HD-video från Panavision

Intrevju med John Galt