¿Qué es todo eso de 4:4:4, 4:2:2, 4:2:0 o color subsamplin

¿Qué es todo eso de 4:4:4, 4:2:2, 4:2:0 o color subsampling? En el mundo del vídeo profesional es muy común escuchar los términos 4:2:2, 4:2:0, etc. pero que significa todo esto, básicamente se denomina color subsampling o chroma subsampling. El color subsampling es una técnica de procesamiento de imagen para reducir la resolución del color sin afectar el brillo, lo que permite que la imagen requiera menos espacio en disco y en el caso de vídeo, menos ancho de banda sin tener la apariencia de una imagen degradada. El color subsampling se mide en radios que pueden ser 4:4:4, 4:2:2, 4:2:0 o 4:1:1. Para efectos de compresión del vídeo, los ingenieros de vídeo se dieron cuenta que podían eliminar información del color sin que fuera visible para el espectador cada segundo pixel y en algunos casos inclusive eliminar más información del color. Cuando vemos el color que captura un equipo determinado, vemos el radio de color subsampling determinado por los números 4:4:4, 4:2:2, 4:2:0, etc. y evidentemente sabemos que 4:4:4 es mejor pero no sabemos exactamente por que y es algo relativamente simple de entender. Empezaremos mostrando la información de un pixel en un cuadro de vídeo y vemos que este tiene un valor Y (luminancia), un valor Cb (Azul) y Cr (Rojo), la conjunción de esos valores denominados YUV es lo que nos permite ver el color que corresponde a dicho pixel. Para efectos del color subsampling, tomaremos como referencia una matriz de 4 por 4 pixeles para ejemplificar: Este primer ejemplo nos muestra que cada pixel tiene un valor Y, un Cb y un Cr, al analizar la imagen, podemos ver que en una línea hay 4 valores Y, 4 Cb y 4 Cr, esto es una imagen 4:4:4. 4:4:4 es el estándar por excelencia del color, sin embargo es muy difícil encontrar alguna cámara o dispositivo que trabaje en 4:4:4, ya que el ojo humano no detecta cuando una parte de esa información ha sido removida, por lo que la mayoría de los dispositivos de alta gama graban en lo que se denomina 4:2:2 que en el mismo esquema de la matríz se vería así: Como pueden ver la mitad de la información de los pixeles se ha eliminado y aunque pareciera que no es lo suficientemente bueno, está considerado como un excelente standard, la mayoría de los equipos y programas pueden tomar la información de los pixeles adjuntos y reconstruír la información faltante. En el caso de formatos MPEG se utiliza el formato 4:2:0 que en el mismo esquema de la matríz se vería así: Aquí podemos ver una de las muchas formas en las que se puede lograr el 4:2:0, pero la idea general es la misma, Valores Y o Luma para cada pixel, uno de ellos tiene un valor Cb cada segundo pixel en una línea y en la siguiente línea uno de ellos tiene un valor Cr cada segundo pixel. Con una imagen que usa color subsampling, el programa o decodificador del códec deberá determinar la información que hace falta y reconstruirla usando los valores de los pixeles adyacentes y suavizando los valores calculados. Espero les haya sido clara la explicación para todos lo que trabajan video y audiovisuales: