अवलोकन
कलर सैंपलिंग (जिसे हिंदी में रंग नमूनाकरण या क्रोमा-सबसैंपलिंग भी कहा जाता है) वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा डिजिटल कैमरे और कोडेक किसी छवि की रंग जानकारी को चमक जानकारी के सापेक्ष नमूना लेते हैं और संग्रहीत करते हैं। प्रत्येक पिक्सेल के लिए पूर्ण RGB मानों को सहेजने के बजाय, सिग्नल को एक लूमा घटक (Y', चमक) और दो क्रोमा घटकों (Cb और Cr, रंग अंतर) में विभाजित किया जाता है। क्रोमा रिज़ॉल्यूशन को बाद में कम किया जा सकता है, जिससे छवि की धारणा को ज्यादा नुकसान नहीं होता है।
इसका कारण मानव धारणा में निहित है: आंख चमक में महीन अंतर को रंग में महीन अंतर की तुलना में बहुत अधिक सटीकता से महसूस करती है। रंग रिज़ॉल्यूशन को कम करने से डेटा दर और बैंडविड्थ की बचत होती है - कथित तीक्ष्णता काफी हद तक बनी रहती है।
अनुपात संकेतन
कलर सैंपलिंग को J:a:b प्रारूप में एक अनुपात के रूप में दर्शाया जाता है, जो 4 पिक्सेल चौड़ाई और 2 पिक्सेल ऊंचाई के एक काल्पनिक ब्लॉक से संबंधित है:
- J – लूमा सिग्नल की क्षैतिज संदर्भ चौड़ाई (आमतौर पर 4)
- a – ब्लॉक की पहली पंक्ति में क्रोमा नमूनाकरण (Cb, Cr) की संख्या
- b – पहली और दूसरी पंक्ति के बीच बदलने वाले क्रोमा नमूनाकरण की संख्या। यदि b, a के बराबर है, तो दूसरी पंक्ति को स्वतंत्र रूप से नमूना लिया जाता है; यदि b, 0 के बराबर है, तो पहली पंक्ति की तुलना में कोई बदलाव नहीं होता है - क्रोमा मान लंबवत रूप से साझा किए जाते हैं (दोहराए जाते हैं)।
पहला अंक हमेशा पूर्ण लूमा रिज़ॉल्यूशन के लिए होता है। बाद की संख्याएँ जितनी छोटी होती हैं, रंग की जानकारी उतनी ही अधिक कम हो जाती है।
सामान्य नमूनाकरण योजनाएँ
| योजना | क्रोमा रिज़ॉल्यूशन | विशिष्ट उपयोग |
|---|
| 4:4:4 | पूर्ण रिज़ॉल्यूशन, कोई सबसैंपलिंग नहीं | उच्च-स्तरीय पोस्ट-प्रोडक्शन, सिनेमा, RGB वर्कफ़्लो |
| 4:2:2 | आधा क्षैतिज क्रोमा रिज़ॉल्यूशन | पेशेवर प्रसारण, डिजिटल बीटाकैम, DVCPRO HD, ProRes |
| 4:2:0 | चौथाई रिज़ॉल्यूशन (क्षैतिज और लंबवत रूप से आधा) | H.264/MPEG-2, ब्लू-रे, HDV, JPEG |
| 4:1:1 | चौथाई क्षैतिज क्रोमा रिज़ॉल्यूशन | NTSC DV/DVCAM, DVCPRO |
4:2:0 में, तीसरा अंक ठीक 0 है क्योंकि दो पंक्तियों के बीच क्रोमा नमूनाकरण नहीं बदलता है: रंग मान लंबवत रूप से समूहीकृत होते हैं, जिससे क्रोमा रिज़ॉल्यूशन क्षैतिज और लंबवत रूप से आधा हो जाता है। 4:2:2 के विपरीत, प्रत्येक पंक्ति को अलग से नमूना लिया जाता है, इसलिए लंबवत क्रोमा रिज़ॉल्यूशन पूरी तरह से बना रहता है।
सेट पर और पोस्ट में उपयोग
व्यवहार में, कलर सैंपलिंग निर्धारित करता है कि पोस्ट-प्रोडक्शन में सामग्री कितनी लचीली है। ग्रीनस्क्रीन और कीइंग कार्यों के साथ-साथ विस्तृत कलर ग्रेडिंग के लिए उच्च क्रोमा रिज़ॉल्यूशन महत्वपूर्ण है, क्योंकि तेज रंग किनारे और साफ कट-आउट बने रहते हैं। इसलिए, 4:2:2 को पेशेवर रिकॉर्डिंग के लिए न्यूनतम माना जाता है, जबकि 4:4:4 (अक्सर RGB के रूप में) सिनेमा पाइपलाइनों में अधिकतम छवि गुणवत्ता के लिए उपयोग किया जाता है।
4:2:0 या 4:1:1 जैसी अत्यधिक कम की गई योजनाएँ मुख्य रूप से उपभोक्ता-उन्मुख प्रारूपों और अत्यधिक संपीड़ित वितरण कोडेक्स में पाई जाती हैं। वे प्लेबैक के लिए पर्याप्त हैं, लेकिन कीइंग और गहन रंग सुधार को जटिल बनाते हैं, क्योंकि रंग के किनारे खराब हो सकते हैं।