python中色度通道的YUV子采样

Question

当将色度通道的宽度和/或高度减半时，正确的细分方法是什么？当从全分辨率色度源采样时，为每个2x2 luma像素取一个色度像素，我们取哪个色度像素-左上角？所有4个的平均值？没关系吗？在

这是我现在的代码

if field == 'top':
    i = 0
elif field == 'bottom':
    i = 1

U = fromstring(Udata, dtype='uint8', count=w/2*h).reshape(h,w/2)

# halve chroma height (it's already half-width from UYVY source) by line skipping
U = U[i::2]

# scale chroma by a factor of 0.5 (2x2 pixels in -> 1 pixel out)
U = (U[0::2, 0::2]>>2) + (U[0::2, 1::2]>>2) + (U[1::2, 0::2]>>2) + (U[1::2, 1::2]>>2) + \
  (((U[0::2, 0::2]%4)  + (U[0::2, 1::2]%4)  + (U[1::2, 0::2]%4)  + (U[1::2, 1::2]%4)) >> 2)

Answer 1

理想情况下，您可以插值数据以生成尽可能最好的图像，但是我认为您的问题最好通过快速概述luma和chrom样本的位置来回答（想象一个相机，其中一个网格用于亮度，另一个网格用于色度）。对于二次抽样，有多个标准来选择色度相对luma样本的位置。在

大多数情况下，croma要么与“左上角”的luma像素位于同一位置

XO  X   XO  X

X   X   X   X

XO  X   XO  X

X   X   X   X

或者位于广场中心

^{pr2}$

或者位于两个左侧luma样本之间的正方形的左侧。在

X   X   X   X
O       O
X   X   X   X

X   X   X   X
O       O
X   X   X   X

请注意，在所有情况下，与至少一些luma样本共同定位的色度值将是多个色度值的组合，这通常是用FIR滤波器完成的，这就是为什么建议使用另一个滤波器进行反向操作（但是使用平均值可以获得良好的结果）

Answer 2

从yuv4:2:0转换为yuv4:2:2的正确方法是使用6抽头FIR滤波器。在

src来自mpeg2参考实现，您可以在这里找到http://www.mpeg.org/MPEG/video/mssg-free-mpeg-software.html

去“mpegv12”文件

在C中实现：

/* vertical 1:2 interpolation filter */
static void conv420to422(unsigned char* src, unsigned char* dst)
{
  int w, h, i, j, j2;
  int jm6, jm5, jm4, jm3, jm2, jm1, jp1, jp2, jp3, jp4, jp5, jp6, jp7;

  w = 352>>1;
  h = 288>>1;

  printf("hello \n");

  if (1)
  {
    /* intra frame */
    for (i=0; i<w; i++)
    {
      for (j=0; j<h; j++)
      {
    //printf("%d,%d\n", i, j);
        j2 = j<<1;
        jm3 = (j<3) ? 0 : j-3;
        jm2 = (j<2) ? 0 : j-2;
        jm1 = (j<1) ? 0 : j-1;
        jp1 = (j<h-1) ? j+1 : h-1;
        jp2 = (j<h-2) ? j+2 : h-1;
        jp3 = (j<h-3) ? j+3 : h-1;

        /* FIR filter coefficients (*256): 5 -21 70 228 -37 11 */
        /* New FIR filter coefficients (*256): 3 -16 67 227 -32 7 */
        dst[w*j2] =     Clip[(int)(  3*src[w*jm3]
                             -16*src[w*jm2]
                             +67*src[w*jm1]
                            +227*src[w*j]
                             -32*src[w*jp1]
                             +7*src[w*jp2]+128)>>8];

        dst[w*(j2+1)] = Clip[(int)(  3*src[w*jp3]
                             -16*src[w*jp2]
                             +67*src[w*jp1]
                            +227*src[w*j]
                             -32*src[w*jm1]
                             +7*src[w*jm2]+128)>>8];
      }
      src++;
      dst++;
    }
  }
  else
  {
    /* intra field */
    for (i=0; i<w; i++)
    {
      for (j=0; j<h; j+=2)
      {
        j2 = j<<1;

        /* top field */
        jm6 = (j<6) ? 0 : j-6;
        jm4 = (j<4) ? 0 : j-4;
        jm2 = (j<2) ? 0 : j-2;
        jp2 = (j<h-2) ? j+2 : h-2;
        jp4 = (j<h-4) ? j+4 : h-2;
        jp6 = (j<h-6) ? j+6 : h-2;

        /* Polyphase FIR filter coefficients (*256): 2 -10 35 242 -18 5 */
        /* New polyphase FIR filter coefficients (*256): 1 -7 30 248 -21 5 */
        dst[w*j2] = Clip[(int)(  1*src[w*jm6]
                         -7*src[w*jm4]
                         +30*src[w*jm2]
                        +248*src[w*j]
                         -21*src[w*jp2]
                          +5*src[w*jp4]+128)>>8];

        /* Polyphase FIR filter coefficients (*256): 11 -38 192 113 -30 8 */
        /* New polyphase FIR filter coefficients (*256):7 -35 194 110 -24 4 */
        dst[w*(j2+2)] = Clip[(int)( 7*src[w*jm4]
                             -35*src[w*jm2]
                            +194*src[w*j]
                            +110*src[w*jp2]
                             -24*src[w*jp4]
                              +4*src[w*jp6]+128)>>8];

        /* bottom field */
        jm5 = (j<5) ? 1 : j-5;
        jm3 = (j<3) ? 1 : j-3;
        jm1 = (j<1) ? 1 : j-1;
        jp1 = (j<h-1) ? j+1 : h-1;
        jp3 = (j<h-3) ? j+3 : h-1;
        jp5 = (j<h-5) ? j+5 : h-1;
        jp7 = (j<h-7) ? j+7 : h-1;

        /* Polyphase FIR filter coefficients (*256): 11 -38 192 113 -30 8 */
        /* New polyphase FIR filter coefficients (*256):7 -35 194 110 -24 4 */
        dst[w*(j2+1)] = Clip[(int)( 7*src[w*jp5]
                             -35*src[w*jp3]
                            +194*src[w*jp1]
                            +110*src[w*jm1]
                             -24*src[w*jm3]
                              +4*src[w*jm5]+128)>>8];

        dst[w*(j2+3)] = Clip[(int)(  1*src[w*jp7]
                             -7*src[w*jp5]
                             +30*src[w*jp3]
                            +248*src[w*jp1]
                             -21*src[w*jm1]
                              +5*src[w*jm3]+128)>>8];
      }
      src++;
      dst++;
    }
  }
}

在Python中：

^{pr2}$