2.7. YUV 格式

YUV 是電視廣播和複合影片訊號的原生格式。它將亮度資訊 (Y) 與顏色資訊 (U 和 V 或 Cb 和 Cr) 分離。顏色資訊由紅色和藍色色差訊號組成，透過這種方式，綠色分量可以透過從亮度分量中減去來重建。有關轉換示例，請參閱色彩空間。選擇 YUV 是因為早期電視只傳輸亮度資訊。為了以與現有接收器相容的方式新增顏色，增加了一個新的訊號載波來傳輸色差訊號。

2.7.1. 子取樣

YUV 格式通常以低於亮度分量的解析度對色度分量進行編碼。這種壓縮技術利用了人眼對亮度比對色差更敏感的特點，被稱為色度子取樣。

雖然在水平和垂直方向上存在多種子取樣因子組合，但常見的因子有 1（無子取樣）、2 和 4，其中水平子取樣始終大於或等於垂直子取樣。常見組合命名如下：

  • 4:4:4：無子取樣

  • 4:2:2：水平方向子取樣 2 倍，無垂直子取樣

  • 4:2:0：水平方向子取樣 2 倍，垂直方向子取樣 2 倍

  • 4:1:1：水平方向子取樣 4 倍，無垂直子取樣

  • 4:1:0：水平方向子取樣 4 倍，垂直方向子取樣 4 倍

對色度分量進行子取樣會有效地建立可以位於不同空間位置的色度值

  • 子取樣後的色度值可以透過簡單地對兩個連續畫素的色度值求平均來計算。它有效地模擬了位於兩個原始畫素之間的畫素的色度。這被稱為居中或交錯定位的色度。

  • 另一種選擇是以將色度值放置在與畫素相同的空間位置的方式進行子取樣。這可以透過跳過每一個色度樣本（產生混疊偽影），或者使用奇數抽頭濾波器來完成。這被稱為同位色度。

以下示例顯示了 4x4 影像中色度定位的不同組合。

4:2:2 子取樣，交錯定位

0

1

2

3

0

Y

C

Y

Y

C

Y

1

Y

C

Y

Y

C

Y

2

Y

C

Y

Y

C

Y

3

Y

C

Y

Y

C

Y
4:2:2 子取樣，同位

0

1

2

3

0

Y/C

Y

Y/C

Y

1

Y/C

Y

Y/C

Y

2

Y/C

Y

Y/C

Y

3

Y/C

Y

Y/C

Y
4:2:0 子取樣，水平交錯定位，垂直同位

0

1

2

3

0

Y

C

Y

Y

C

Y

1

Y

Y

Y

Y

2

Y

C

Y

Y

C

Y

3

Y

Y

Y

Y
4:1:0 子取樣，水平和垂直交錯定位

0

1

2

3

0

Y

Y

Y

Y

1

Y

Y

Y

Y

C

2

Y

Y

Y

Y

3

Y

Y

Y

Y