Laboratório de subamostragem de crominância

A visão humana resolve o detalhe de brilho com mais nitidez do que o detalhe de cor, então os codecs mantêm a resolução total de luminância (Y) e compartilham as amostras de crominância (Cb/Cr) entre pixels vizinhos. O 4:4:4 armazena o detalhe de cor completo, o 4:2:2 reduz pela metade a resolução horizontal de crominância, e o 4:2:0 reduz pela metade tanto na horizontal quanto na vertical. A economia de largura de banda é real: o 4:2:0 usa cerca de metade dos dados brutos do 4:4:4, mas texto colorido nítido e padrões de cor alternados revelam a perda primeiro.

A proporção é uma receita para um bloco de 4 pixels de largura e 2 linhas de altura. O primeiro número (4) é a largura do bloco; o segundo conta as amostras de cor na linha de cima; o terceiro, quantas mudam na linha de baixo. Assim, 4:2:2 pega 2 amostras de cor por linha, enquanto 4:2:0 pega 2 na linha de cima e as reutiliza embaixo (0 novas), compartilhando uma cor num quadrado 2×2. A luma é sempre amostrada em cada pixel.

A subamostragem de croma não é uma invenção digital. Quando a televisão em cores NTSC estreou em 1953, os engenheiros deram cerca de 4.2 MHz de largura de banda ao sinal de brilho, mas espremeram os dois canais de cor em torno de 1.3 MHz e 0.5 MHz — o estreito canal «Q» explorava a baixa resolução do olho para detalhes de cor azul-violeta. A televisão analógica em cores já descartava resolução cromática décadas antes de JPEG ou H.264 formalizarem a ideia.