matlab - 在 Matlab 中，如何使用色度子采样来缩小 4 :4:4 image to 4:1:1 when the image is in YCbCr?

Question

在这个确切的问题之后

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?

他正在执行从 4:4:4 到 4:2:0 的色度缩小，我想从 4:4:4 缩小到 4:1:1。我不确定该怎么做？

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

执行降尺度

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

newU = ??
newV =??

谁能帮帮我？

提前致谢。

Answer 1

在 YUV 4:1:1 中，色度 channel 在水平轴上按 1/4 的因子进行下采样。<​​/p>

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:

• 只有当输入的水平分辨率是 4 的倍数时，上述解决方案才有效。
• imresize 的默认参数应用启用抗锯齿的三次插值。
  大多数现实世界的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 或文件中对组件进行排序有多种选择。

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

另一个例子:
[https://academickids.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(如果降低噪声很重要，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”。
按 1/4 进行子采样意味着跳过 - 每 4 个元素采样一次，并忽略其他 3 个。
从历史上看，在模拟(或混合模拟/数字)视频系统中，转换为 4:1:1 最有可能通过模拟子采样执行。
在数字系统中，当您已经拥有 4:4:4 信息时，平均样本比跳过样本更好。
我认为术语“下采样”更合适(但“子采样”是常用术语)。