Laboratorio de submuestreo de crominancia

La visión humana resuelve el detalle de brillo con más nitidez que el detalle de color, así que los códecs conservan toda la resolución de luminancia (Y) y comparten las muestras de crominancia (Cb/Cr) entre píxeles vecinos. 4:4:4 almacena el detalle de color completo, 4:2:2 reduce a la mitad la resolución horizontal de crominancia, y 4:2:0 la reduce a la mitad tanto horizontal como verticalmente. El ahorro de ancho de banda es real: 4:2:0 usa aproximadamente la mitad de los datos de muestra sin comprimir que 4:4:4, pero el texto de color nítido y los patrones de color alternados revelan la pérdida primero.

La proporción es una receta para un bloque de 4 píxeles de ancho y 2 filas de alto. El primer número (4) es el ancho del bloque; el segundo cuenta las muestras de color de la fila superior; el tercero, cuántas cambian en la fila inferior. Así, 4:2:2 toma 2 muestras de color por fila, mientras que 4:2:0 toma 2 en la fila superior y las reutiliza debajo (0 nuevas), compartiendo un color en un cuadrado de 2×2. La luma se muestrea siempre en cada píxel.

El submuestreo de croma no es un invento digital. Cuando la televisión en color NTSC se lanzó en 1953, los ingenieros dieron unos 4.2 MHz de ancho de banda a la señal de brillo, pero comprimieron los dos canales de color en torno a 1.3 MHz y 0.5 MHz; el estrecho canal «Q» aprovechaba la escasa resolución del ojo para el detalle de color azul-violeta. La televisión analógica en color ya descartaba resolución cromática décadas antes de que JPEG o H.264 formalizaran la idea.