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4:4:4 vs 4:2:2 vs 4:2:0 vs 4:1:1 Drucken

Bei der digitalen Aufzeichnung werden die Signale fast immer per YUV auf das Band aufgezeichnet.
Das heißt, das Signal wird in Helligkeit (Luminanz = Y), einem blauen und einem roten Kanal mit dem Unterschied zur Luminanz gespeichert.
Dies hat sehr viele Vorteile bei der Aufzeichnung und Bearbeitung, denn hier kann eine Schwäche des menschlichen Gehirns ausgenützt werden, um die anfallenden Daten zu reduzieren.
Das menschliche Auge sieht zwar relativ rasch ein Helligkeitsproblem, aber bei Farben (Chorminanz) ist es nicht so kritisch und reagiert weniger empfindlich.
Darum findet man bei jeder digitalen Bandmaschine jene Bezeichnung, mit der die Chrominanz-Daten verkleinert werden.

Dabei bezeichnen die Zahlen x:x:x das Abtastverhältnis zueinander (Y, Cr, Cb). Wobei die Luminanz nie beschnitten wird, da dies sofort auffallen würde (also 4:x:x).


4:4:4
Dieses Abtastverhältnis wird bei den professionellsten digitalen Formaten eingesetzt. Jedes Pixel wird mit der gleichen Rate abgetastet.
Dieses Verhältnis findet man z.B. bei D1-Recordern.
Wird dann noch ein Keysignal hinzugefügt, erhält man ein Verhältnis von 4:4:4:4.
Hier würde das Luminanz-, Chrominanz- und Keysignal mit 13,5 MHz abgetastet.


4:2:2

Diese Abtastmethode wird bei sehr vielen hoch-professionellen, digitalen Videogeräten gefunden.
Dabei werden die Chrominanzanteile nur halb so oft abgetastet (6,75 MHz) wie die Helligkeitsinformationen (13,5 MHz). Die Rot- und Blaudifferenzanteilenur werden daher nur bei jedem zweiten Durchlauf aufgezeichnet.
Daraus resultiert eine viel kleinere Datenrate, bei nicht sichtbarem Qualitätsverlust für das Auge.
Bekanntester Vertreter ist dabei das Digital Beta Format, genauso wie die meisten professionellen Videoschnittlösungen.
Wenn Sie 4:2:2:4 entdecken, bedeutet dies, dass ein Keysignal mit aufgezeichnet wurde.


4:1:1
Diese Abtastmethode wird bei DVCPRO und den amerikanischen DV Formaten (NTSC) angewendet.
Die Farbdifferenz wird im Gegensatz zur Helligkeit mit einem Viertel der Häufigkeit abgetastet.
Hier werden die Chrominanzanteile nur bei jedem 4ten Durchlauf aufgezeichnet, dies ergibt eine Datenreduktion von 50%, bei fast nicht sichtbaren Qualitätseinbußen.
Bei diesem ökonomischen Verfahren werden auch einige Tricks bei der Abtastung angewandt, um die Einbußen in Grenzen zu halten.


4:2:0
Diese Abtastung findet sich bei allen PAL DV-Geräten.
Hier wird wieder das menschliche Auge bzw. eine Schwäche des Auges genutzt, das horizontale Auflösungen besser wahrnimmt als vertikale.
Hier wird wiederum das Y-Signal (Helligkeit) bei jedem Durchlauf aufgezeichnet. Bei den Differenzsignalen (R-Y und B-Y) werden nur mehr ungerade Zeilen abgetastet.
Also werden alle ungeraden Zeilen mit 4:2:2 und alle geraden mit 4:0:0 abgetastet.
Dabei entsteht, wie bei 4:1:1, eine Datenreduktion von 50%.


Diese Verfahren sind dabei für die größte (und kaum sichtbare) Datenreduktion verantwortlich, die dann bei den meisten Videosystemen nochmals mit einem MPEG- oder DV-Code komprimiert werden.

 
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