在 Matlab 中，当图像处于 YCbCr 时，如何使用色度子采样将 4:4:4 图像缩小到 4:1:1？

Question

紧跟这个问题

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);

正在执行缩减

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，色度通道在水平轴上按因子 1/4 进行下采样。

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]);

备注：

以上解决方案有效，前提是输入的水平分辨率是4的倍数。
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。

色度子采样插图：
[https://robbeekmans.net/euc/vmware-horizon-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]

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));

注：
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，而忽略其他 3 个。
从历史上看，在模拟（或混合 analog/digital）视频系统中，到 4:1:1 的转换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）。

在 Matlab 中，当图像处于 YCbCr 时，如何使用色度子采样将 4:4:4 图像缩小到 4:1:1？

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?

matlab

subsampling