¿Qué es el Chroma Subsampling?

Bajo este nombre tan «esotérico» se encuentra uno de los primeros sistemas de optimización de imagen que existe, antes de la propia compresión en sí.

Se basa sobre todo en la forma en que percibimos los colores. Los humanos somos más sensitivos al contraste que al color, y es por eso que típicamente la señal de vídeo se basa en «componentes», llamados Luminancia «Y» y Crominancia «Cb Cr»

Estos tres componentes combinados conforman la luz y el color de la imagen que vemos en nuestros televisores.

¡Pero aún hay más!. Cada conjunto de pixeles de 4×4 está conformado por un muestreo de color, llamado «Chroma Sampling». Este muestreo tiene una serie de cifras divididas en tres partes, como 4:4:4, 4:2:2, 4:2:0.

Pero, ¿qué significan estos números?. Bien, cada uno de ellos hace referencia a las muestras de cada componente, es decir, están alineadas con Y:Cb:Cr.

Como máximo pueden ser cuatro, y como mínimo, cero. Así, por lo general, el componente de luminancia SIEMPRE usará un muestreo máximo (4), pues define el contraste, que es lo que nosotros percibimos como «resolución» al fin y al cabo.

Por ejemplo, en un muestreo 4:4:4 una imagen de 1920×1080 (FullHD), tanto la luminancia como la crominancia B y R tendrán toda la resolución.

Sin embargo, se descubrió que al desechar muestreos de crominancia, la percepción de la imagen seguía siendo muy similar, sin afectar negativamente a la misma.

Así, si reducimos a 4:2:2, la luminancia tendrá una resolución de 1920×1080, PERO la crominancia bajará a la mitad (pero con el doble de información por componente croma), con lo que la resolución del COLOR será la mitad (1280×720), aunque el resultado sería un factor 1,5:1, mientras que al reducir a 4:2:0 el factor de recorte es ¡la mitad!.

Estamos hablando de algo que se diseñó en los años 50 del siglo XX, en el inicio de la TV y con tamaños de pantalla que hoy día quedan más que eclipsados. Y sin embargo siguen siendo vigentes…porque funcionan.

Y sobre todo porque al desechar muestreos, la imagen se podía optimizar, ocupando menos espacio. ¡Eso sin contar con el codec de compresión!

Por eso, el vídeo doméstico funciona sobre la base de Chroma Sampling 4:2:0.

Claro, todo esto tiene un aspecto negativo…el truco «funciona» cuando la imagen tiene el tamaño y resolución adecuados. Es decir, si ponemos un vídeo de resolución 720×576 (PAL SD) en una pantalla ENORME, es bastante probable que apreciemos la falta de definición en el color en plan «chorreo» o «sangrado» de color.

PERO, si lo hacemos sobre una imagen 4K…¿a que ya no hay tanta diferencia y no se distingue nada?

Así, el truco de reducir la resolución de color seguirá siendo vigente cuanta más resolución de imagen se tenga, pues nuestra vista no será capaz de distinguir la falta de detalle de resolución de color 🙂

Entonces la pregunta del millón (que es lo que estabas esperando) es: ¿SE NOTA?. La respuesta es NO, si se usan resoluciones altas. Sencillamente nuestra vista no es capaz de distinguir esa falta de detalle de la resolución de color, por como vemos. Si así fuese, el mundo del vídeo optaría por un color sampling 4:2:2 o 4:4:4, y sin embargo seguimos con los mismos preceptos que cuando se diseñó.

Las resoluciones de color sampling 4:4:4 sirven sobre todo para edición y postproducción, ahí se necesita poder trabajar con toda la calidad, porque se está manipulando la imagen.