在 Matlab 中，当图像在 YCbCr 中时，如何使用色度二次采样将 4:4:4 图像缩小为 4:1:1？

Posted 2023-03-12

【中文标题】在 Matlab 中，当图像在 YCbCr 中时，如何使用色度二次采样将 4:4:4 图像缩小为 4:1:1？

【英文标题】：In Matlab, how can I use chroma subsampling to downscale a 4:4:4 image to 4:1:1 when the image is in YCbCr?

【发布时间】：2021-07-18 14:35:42

【问题描述】：

按照这个确切的问题

In Matlab, how can I use chroma subsampling to downscale a 4:4:4 image to 4:2:0 when the image is in YCbCr?

他将色度从 4:4:4 缩小到 4:2:0，我想从 4:4:4 缩小到 4:1:1。我不知道该怎么做？

YUV = rgb2ycbcr(RGB);
Y = YUV(:, :, 1);
U = YUV(:, :, 2);
V = YUV(:, :, 3);

执行缩减

U = double(YUV(:, :, 2))
V = double(YUV(:, :, 3))

newU = ??
newV =??

谁能帮帮我？

提前致谢。

【参考方案1】：

在 YUV 4:1:1 中，色度通道在水平轴上向下采样 1/4 倍。

使用imresize，解决方法很简单：

newU = imresize(U, [size(U, 1), size(U, 2)/4]);
newV = imresize(V, [size(V, 1), size(V, 2)/4]);

注意事项：

上述解决方案有效，仅当输入的水平分辨率为 4 的倍数时。 imresize 的默认参数在启用抗锯齿的情况下应用三次插值。 大多数实际实现使用更简单的插值方法，例如没有抗锯齿的线性插值。 YUV 4:1:1（Y:Cb:Cr 4:1:1 的同义词）指的是色度下采样，但在流式视频或 RAM 或文件中排序组件有多种选择。

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色度二次采样插图： [https://robbeekmans.net/euc/vmware-horizo​​n-7-4-blast-gets-necessary-update-support-chroma-subsampling-444-h-264/]

另一幅插图： [https://academicids.com/encyclopedia/index.php/YUV_4:2:0]

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不使用imresize实现：

如果您想要与imresize 相同的结果（没有抗锯齿的双线性）：

refU = imresize(U, [size(U, 1), size(U, 2)/4], 'bilinear', 'Antialiasing', false);
% refV = ...

下面的代码是等价的：

U = double(U);
V = double(U);
newU = uint8(round(U(:, 2:4:end) + U(:, 3:4:end))/2);
newV = uint8(round(V(:, 2:4:end) + V(:, 3:4:end))/2);

您也可以使用每 4 个元素的平均值（如果降噪很重要，则更好）：

U = double(U);
V = double(V);
newU = uint8(round((U(:, 1:4:end) + U(:, 2:4:end) + U(:, 3:4:end) + U(:, 4:4:end))/4));
newV = uint8(round((V(:, 1:4:end) + V(:, 2:4:end) + V(:, 3:4:end) + V(:, 4:4:end))/4));

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注意： 我更喜欢术语“下采样”而不是“子采样”。 1/4 的子采样意味着跳过 - 每 4 个元素采样一次，而忽略其他 3 个。 从历史上看，在模拟（或混合模拟/数字）视频系统中，最有可能通过模拟子采样执行到 4:1:1 的转换。 在数字系统中，当您已经拥有 4:4:4 信息时，最好平均样本而不是跳过样本。 我认为“下采样”一词更合适（但“下采样”是常用术语）。