کار آموزی در صدا و سیما

بسمه تعالی
در اجرای اصل یکصدوهفتادوپنجم قانون اساسی جمهوری اسلامی ایران که به رادیو و تلویزیون اشاره دارد و همچمنین قانون اداره صداو سیمای جمهوری اسلامی ایران مصوب هشتم دیماه ۱۳۵۹ مجلس شورای اسلامی اساسنامه صداوسیمای جمهوری اسلامی ایران که بشرح زیر می باشد : سازمان صدا و سیمای جمهوری اسلامی ایران سازمانی است مستقل و زیرنظر قوای سه گانه کشور که بر طبق قانون اداری صدا و سیمای جمهوری اسلامی ، قانون خط مشی و مفاد این اساسنامه اداره می شود .
اهداف : هدف اصلی سازمان صدا و سیما بعنوان یک دانشگاه عمومی ، نشر فرهنگ اسلامی ، ایجاد محیط مساعد برای تزکیه و تعلیم انسان و رشد فضائل اخلاقی و شتاب بخشیدن به حرکت تکامل انقلاب اسلامی در سراسر جهان می باشد . این اهداف در چهارچوب برنامه های ارشادی ، آموزشی ، خبری و تفریحی تامین می گردد . ریاست سازمان صداو سیما جهت وظایف خود دارای ۶ حوزه معاونت می باشد که عبارتند از :
۱- معاونت امور برنامه ها که مسئوولیت تهیه کلیه طرحها و برنامه های رادیویی و تلویزیونی و ارائه آن به واحد طرح و برنامه و نیز تولید و پخش آن را بر عهده دارد .
۲- معاونت سیاسی که مسئوولیت تهیه ، تنظیم و پخش اخبار و گزارشها را بر عهده دارد .
۳- معاونت آموزشی که مسئوولیت تربیت نیروی انسانی مورد نیاز سازمان را از طریق دانشکده صدا وسیما بر عهده دارد .
۴- معاونت فنی که مسئولیت انجام کلیه امور مربوط به تجهیزات فنی سازمان شامل تهیه و تامین وسائل و دستگاههای فنی، نگهداری و تعمیرات ، گسترش پوشش رادیویی و تلویزیونی در داخل کشور را بر عهده دارد .
۵- معاونت اداری مالی که مسئولیت تنظیم و اجرای بودجه تامین نیروی انسانی ، امور اداری و حقوقی را بر عهده دارد .
۶- معاونت برون مرزی که مسئوولیت تهیه طرح های رادیویی و تلویزیونی برون مرزی را بر عهده دارد .
معاونت فنی سازمان صدا و سیما خود دارای حوزه های زیر می باشد :
۱- اداره کل پشتیبانی فنی
۲- اداره کل فرستنده های تلویزیونی
۳- اداره کل فرستنده های رادیویی
۴- اداره کل تاسیسات
واحد پشتیبانی فنی سازمان صداوسیمای اراک زیر نظر اداره کل پشتیبانی فنی سازمان صداوسیما قرار دارد وکارآموزی اینجانب در آنجا انجام شد .
این واحد دارای وظایفی به شرح زیر می باشد :
۱- تعمیرات و نگهداری کلیه تجهیزات استودیویی و پرتابل الکترونیک رادیویی و تلویزیونی .
۲- ارائه خدمات الکترونیک جهت ضبط و پخش برنامه های رادیویی و تلویزیونی .
۳- فراهم آوردن امکان ارتباط مستقیم تلویزیونی و رادیویی از اراک به سایر نقاط کشور .
۴-  استفاده از تجهیزات و تکنولوژی های جدید برای انجام امورات فوق .
در طول دوره سه مبحث مورد بررسی واقع شد :
۱- نمونه برداری ازسیگنال تصویر
۲-کوانتایی سازی سیگنال تصویر
۳- اصول فشرده سازی تصویر

فصل اول نمونه برداری از سیگنال تصویر
ضبط اطلاعات تصویری:
دستگاه ضبط مغناطیسی تصویر در واقع از اطلاعات تصویری یک کپی برروی نوار مغناطیسی می کشد. لذا می توان آن را مشابه باحالتی فرض کرد که نقاشی بخواهد ازیک تابلوی اصلی نسخه برداری کند. بنابراین هرقدر در صحت کشیدن دقت بیشتری داشته باشد. تابلوی کپی شباهت بیشتری به اصل خواهد داشت. اما اگر دراین نقاشی از تکنیکهای ضعیف، دستهای لرزان، قلم موهای نامناسب وسنگین اشتفاده شود کپی تهیه شده همراه با خطاهای زیاد بوده و در جزئیات ، باکار اصلی متفاوت خواهد بود. در دستگاههای ضبط تصویر قیاسی هنگامی که از تصویر اصلی برروی نوار مغناطیسی نسخه برداری های مکرر انجام می شود، عدم کیفیت مطلوب تصویری رابه دنبال خواهد داشت. همانطور که بهترین هنرمند هاهم نمی توانند چنین ادعایی داشته باشند. مضافا این که بخواهیم دوباره کپی دیگری از کپی اولی تهیه کنیم. واضح است که تفاوتها بازهم بیشتر خواهند شد وکاهش فوق العاده کیفیت تصویری رادرپی خواهند داشت.
ضبط رقمی اطلاعات تصویری:در ضیط تصویر رقمی، سیگنال تصویر پیوسته متناوبا در زمانهای معینی اندازه گیری می شود. هریک از این نقاط اندازه گیری شده که در طول عمل نمونه برداری بدست می ایند، توسط یک عدد بیان می شوند. حال، این مقدار عددبیان شده است که روی نوار ضبط می شود نه خود سیگنال تصویری. می توان تصور کرد  بجای این که از روی یک اثر هنری رنگارنگ با جزئیات فراوان نقاشی کشیده شود، از روی تعدادی عددکپی برداری گردد. بخصوص آن که جزئیات تصویری به ارزش عددی هر عدد بستگی داشته باشد ونه به خوش خط یابد خط نوشتن اعداد. از آنجا که در فن آوری رقمی هرعدد به صورت دودویی  بیان می شود، باکمی دقت می توان اعداد صفر ویک رااز هم تشخیص داد. دراین صورت کپی کاملا شبیه اصل و عملیات کپی برداری بدون افت کیفی خواهد بود.
اصول نمونه برداری تصویر:
نمونه برداری عبارت از اندازه گیری متناوب مقادیر سیگنال تصویر قیاسی به جهت تولید نمونه های تصویری می باشد. تمام سیستمهای فیلم وتصاویر الکترونیکی از نمونه برداری به مقدار وسیع استفاده می کنند. وضوح فاصله ای در فیلم توسط عناصر رنگی حساسی به نور تعداد نمونه های تصویر محدود می شود، در صورتی که وضوح گذری توسط سرعت فریم وزاویه نوربند محدود می شود. سیگنال تصویر قیاسی اغلب به صورت عمودی نمونه برداری می شود واین عمل به خاطر روش پویش سیگنال می باشد. در سیستم تلویزیون ، تصویر از تعدادی خطوط افقی تشکیل می شود. تعداد این خطوط در سیستم ۵۰ هرتز ۶۲۵ خط ودر سیستم ۶۰هرتز ۵۲۵ خط می شاد. در روش پویش خطوط افقی تصویر، وضوح ایستا ووضوح پویا به وسیله چندین عامل تعریف شده اند:
الف- وضوح افقی توسط پاسخ فرکانسی وسرعت فریم مجدود می گردد.
ب- وضوح عمودی توسط بسامد نمونه برداری ونسبت تعداد خطوط یک میدان ویا یک فریم وهمچنین توسط سرعت فریم ها محدود می شود.
برای رقمی سازی یک تصویر باید سیگنال تصویری حاصل از پویش لامپ دوربین یا حسگرهای دسته بندی شده رادریک خط یادریک فریم نمونه برداری نماییم. هردودسته حسگرهای خطی وفرعی، تصویر رادر سه بعد نمونه برداری می کنند. این سه بعد عبارتند از: افقی ، عمودی وحوزه زمان. وضوح ایستا وووضوح پویا دریک تصویر رقمی شده ره بسامد نمونه برداری وسطوح کوانتش مربوط به هر نمونه بستگی کامل دارد. سیگنال تصویر قیاسی ازدونظر پیوسته می باشد: پیوستگی در حوزه زمان – پیوستگی از نظر مقدار واندازه . اما سیگنال رقمی از نظر زمان ومقدار گسسته می باشد. علاوه برآن از نظر زمان فقط در زمانهای معینی تعریف شده است واز نظر مقدار فقط می تواند اندازه های کاملا مشخصی را دارا باشد. یک سیگنال تصویر رقمی ازیک سری اعداد دودویی دنبال هم تشکیل شده که هر یک ازاین اعداد نماینده یک نمونه اندازه گیری شده مشخصی می باشند. مقدار هرکدام ازاین اعداد، ترکیبی از بیتهای صفر ویک هستند. شکل بیت خلاصه شده رقم دودویی نام دارد. برای تبدیل یک سیگنال پیوسته زمانی به سیگنال گسسته, می بایست در زمانهای مشخصی از آن نمونه گرفت که در نتیجه سیگنال پیوسته زمانی به صورت گسسسته ومنقطع  درمی آید. حال اگر این نمونه های زمانی به تعداد کافی موجود باشند سیگنال مقطع اطلاعاتی رااز دست نخواهد داد. شکل ۱ نشان دهنده یک نمونه ایجاد وذخیره اطلاعات تصویر رقمی تک رنگ می باشد این نمونه شامل یکسرس نقاط مرتبی می شود که عموما مستطیل شکل هستند. مقدار روشنایی در آن نقاط به عنوان یک عدد ذخیره می گردد. نقاط مذکور به عنوان عناصر تصویری هستند که عموما آنها راپیکسل می گویند. ترتیب چیدن عناصر تصویری به وصرت ستونی وردیفی است. باکم کردن فاصله بین عناصر تصویری می توان امیدوار بود که ببیننده تصویری پیوسته را مشاهده کند. مسلما با بهبود ابعاد عناصر تصویر مقدار وضوح تصویری بهتر خواهد شد. دراین صورت مقدار داده های رقمی لازم برای ذخیره یک تصویر، به نسبت مربع توان دوم وضوح تصویری افزایش می یابد. هر عنصر تصویری حتی در تصاویر رنگی اضافه برمیزان روشنایی مقدار دیگری ندارد، اماهر نقطه از تصویر شامل برداری است که میزان روشنایی ورنگ مایه ودرجه اشباع رنگ را تشکیل می دهد. دراین صورت مقدار داده ها با همه دشواریها افزایش می یابد. شکل۱ نشان می دهد که تصاویر می توانند به صورت رقمی وتوسط نسبت دادن میزان روشنایی هرنقطه به صورت عددی دودویی ذخیره گردند. نمونه برداری اغلب به صورت ردیفی و ستونی می باشد. در این صورت چنانچه خطوط عمودی وافقی همانند هم وبه یک فاصله باشند بیشترین بازدهی تصویری را خواهیم داشت.
 
شکل ۱: ذخیره رقمی مقدار روشنایی برروی نقاط تصویری توسط اعداد دودویی
قبلا بیان شد که نمونه برداری روشی برای بیان سیگنال پیوسته توسط اندازه گیری متناوب  می باشد. در سیستم تلویزیون ، تصویر ورودی به دوربین تلویزیونی ، روی حسگرهایی می افتد که پیوستگی زمانی دارند. این حسگرها همچنین از نظر دوبعد طولی وعرضی که بستگی به ابعادشان دارد پیوسته می باشند. بنابراین سه بعد پیوسته نمونه برداری خواهند شد. این ابعاد پیوسته شامل زمان، طول وعرض می باشند. رابطه ای مستقیم بین نمونه برداری توسط یک بسامد مشخص یا تعداد اعدادی که نمایانگر تعداد عناصر تصویر هستند وجود دارد. این رابطه همان تعداد زمانهای نمونه برداری شده برواحد سطح هستند که مشخص کننده روش پویش می باشد. بسامد گذری از ضرب زمان بسامد فاصله ای در سرعت پویش بدست می آید.مثلا در شکل ۲ که یک حسگر تصویری رابطور فرضی نشان می دهد، تعداد ۱۰۰۰حسگر در امتداد هم وبه طول یک سانتیمتر وجود دارند. حال اگر این حسگرها مرتبا توسط سیگنال پویشگری که در زمان یک میلی ثانیه یک سانتیمتر راطی می کند، اندازه گیری شوند نرخ بسامدگذری برابر ۱MHz می شود. 
پس در مدت یک ثانیه تعداد یک میلیون حسگر را پویش می کند.
 
شکل -۲ :۱۰۰۰ حسگر به طول یک سانتیمتر [^] .
پس اگر در نمونه برداری فاصله ای ، تعداد ۱۰۰۰ نقطه به امتداد ۱سانتیمتر درمدت یک میلی ثانیه پویش شود، نرخ نمونه برداری برابر ۱MHz خواهد شد. شکل ۳-۳ {الف} سیگنالی راکه بابسامد نسبتا بالا نمونه برداری شده است نشان می دهد. مشاهده می شود که بااین نرخ نمونه برداری ، شکل موج اصلی کاملا محفوظ مانده است. شکل ۳ {ب} مثالی از نمونه برداری بانرخ نمونه برداری غیرکافی می باشد. دراین تصویر شکل موج اصلی بدست نیامده که در اینجا می گویند. پدیده Aliasing رخ داده است{۱۰}. زیرا بسامد دیگری جایگزین بسامد اصلی سیگنال شده است.
 
شکل ۳: نمونه برداری، الف- بانرخ کافی، ب- بانرخ غیر کافی ۱۰
پدیده  Aliasing مشترکا در فیلم وتلویزیون ممکن است مشاهده گردد. به عنوان مثال در فیلمبرداری از چرخهای کالسکه ای درحال حرکت، از آنجا که سرعت فریم برابر با۲۴هرتز است، سرعت گردش چرخها خیلی آهسته تر از سرعت اصلی  آنها به نظر می آید.وحتی اینطور تصور می شود که چرخها گاهی برعکس می گردند.
بسامد نمونه برداری ومقدار مناسب آن:
باتوجه به بسط سری فوریه در مورد تابع   g[t] که در فاصله زمانی بین t+T,t تناوبی باشد داریم:

 
شکل۴ :تابع  g[ t] که بین  t + H, t تناوبی است.{۱۱}.
  g [t] = A. + 
g[t] = A. +  
که در آن ضریب   مشخص کننده بسامدهارمونیک اصلی و N  درواقع حداکثر بسامد سیگنال یعنی هارمونیک N ام وb  ,a   بالاترین ضرایب فوریه می باشند. ضرایب a    وb  ,a   از روابط زیر بدست می آیند:
        a
          a
 
پس برای معلوم شدن g   احتیاج به بدست آوردن ۲N+1  مجهول مربوط به ضرایب   تا 
و   تا   و   داریم. اگر بخواهیم یک تناوب رانمونه برداری کنیم باید ۲ N+1 سمپل داشته باشیم. اگر بخواهیم دوتناوب رانمونه برداری کنیم باید  4N+1 سمپل داشته باشیم. اگر بخواهیم  R تناوب رانمونه برداری کنیم باید ۲RN+1 سمپل داشته باشیم. پس بسامد نمونه برداری برای R تناوب برابر می شود با
 = تعداد نمونه ها   F   S  =
                        زمان
با میل دادن R  به سمت    در نتیجه   به سمت   میل می کند ودر حد داریم:
                    
اگر بالاترین بسامدسیگنال   g رابا   نشان دهیم داریم:
      
پس باجایگذاری N در رابطه   خواهیم داشت:
    
این صورت کلی نمونه برداری سیگنال تصویر است. اما مقدار   رابا توجه به عوامل مختلف بیشترازاین مقدار اختیار می کنند.
نکته: در شرایط خاص، تنها برقراری شرط  کافی نیست. مثلا اگر سیگنال اطلاعات دارای شکل ومشخصات زیر باشد وداشته باشیم:
         که حداکثر بسامد سیگنال   دراین رابطه برابر است با:           اگر بسامد نمونه برداری را۲برابر  انتخاب کنیم ونمونه ها از t  =0
شروع شوند سیگنال  باز هم قابل نمونه برداری نخواهد بود زیرا همانطور که در شکل ۵ دیده می شود. اگر نقاط  و T و   و ۲T و.. نمونه برداری شوند، همگی صفر بوده وخروجی کاملا صفر خواهد شد. ولی اگر   باشد سیگنال  راتوسط نمونه برداری می توان تعریف کرد.
 
شکل ۵ : سیگنال   با تناوب T  [11] .
تااینجا حداقل بسامد نمونه برداری رابررسی کردیم. از طرف دیگر نمونه برداری در بسامدهای بالا از پدیده   aliasing  جلوگیری می کند ولی مقدار آن را نمی توان خیلی افزایش داد. چون نمونه برداری در بسامد بالا وغیر لازم، بخصوص هنگام ذخیره یا انتقال اطلاعات مشکل نیاز داشتن به حافظه های بیشتر ونیز اشغال باند بسامدی را سبب می شود. بنابراین باید به دنبال ارتباط دقیق مابین نرخ نمونه برداری وپهنای باند باشیم.
مقدار فرکانس نمونه برداری سیگنالهای مرکب تصویر: حد بسامد نمونه برداری برای بازسازی سیگنال اصلی، بدون ایجاد پدیده aliasing افتادن بسامدهای مجازی برروی بسامدهای اصلی باحفظ وضوح فاصله ای ووضوح گذری توسط تئوری نمونه برداری بیان شده است. آن تئوری به بیشترین بسامد فاصله ای برای بازسازی بدون پدیده برهم افتادگی بسامد اشاره دارد که مقدار آن اندکی کمتر از نصف بسامد نمونه برداری است. [ ۱۰,۸] . از آنجا که بعداز رقمی سازی سیگنال مرکب تصویر، برای رمزگشایی ۲سیگنال، به انواع صافی های  رقمی نیازمند هستیم وبا این که این امکان وجوددارد که صافی هایی باهرپاسخی طراحی گردد، اما اگر بسامد نمونه برداری راچهار برابر بسامد حامل فرعی رنگ  درسیستم پال و NTSC در نظر بگیرند، طراحی صافی ها ساده تر ودر نتیجه از پیچیدگی صافی ها کاسته می شود.
 
شکل ۶ : نمونه برداری سیگنال مرکب تصویر بابسامد ۴*Fsc .
 الف- در سیستم NTSC . ب- پال [۱۰]. همانطور که شکل ۳-۶نشان می دهد، هرقدر فاصله میان لبه سیگنال باند پایه  ونزدیکترین باندکناری بیشتر باشد صافی های پاد     aliasing وصافی های بازسازی کننده، باشیب کمترطراحی می گردند. در نتیجه از پیچیدگی صافی می کاهد وطراحی آن ساده تر می شود. [ ۸]  .

انتخاب بسامدهای نمونه برداری برای سیگنالهای مولفه ای تصویر:
گفتیم بسامد نمونه برداری محدودیتهایی رابرای بسامدهای فاصله ای وگذری در سیستمهایی که تصویر رابدون تداخل بسامدهای قابل محسوسی بازسازی می کنند پیش می آورد. ازاین رو برای بازسازی تصاویر، بیشترین بسامد فاصله ای برابر با نصف بسامد نمونه برداری انتخاب می گردد. خصوصیات نمونه برداری سیگنال مولفه ای تصویر درجدول ۱ توسط  ITU- R   601   توصیه گردیده است۱۲ . باتوجه به این جدول می توان دریافت که بسامد نمونه برداری  چندبرابر نرخ نمونه برداری  MHZ 375/3 می باشد۱۳. این مقدار بطوری انتخاب شده که برای هردو سیستم  NTSC , PAL بطور نسبی دقیق باشد. برای کوانتش کردن سیگنال مولفه ای روشنایی [ Y] ، دومقدار ۸و۱۰ بیت مجاز دانسته شده است. برای مولفه های تفاضلی رنگ کوانتش با ۸بیت انجام می گیرد.

جدول ۱: مشخصات نمونه برداری از سیگنالهای مولفه ای ۱۲.
پارامترها    سیتم۶۲۵خط ۵۰میدان درثانیه    سیتم ۵۲۵ خط۶۰میدان درثانیه
۱-    تعداد نمونه هادرهرخط کامل
–    سیگنال روشنایی (Y)
–    هریک ازسیگنالهای تفاضلی رنگ (CB,CR)    864
۴۳۲    858
۴۲۹
۲-    فرکانس نمونه برداری
–    سیگنال روشنایی
–    هریک ازسیگنالهای تفاضلی رنگ    13/5MHZ
۶/۷۵MHZ
۳-    تعداد نمونه هادرهرخط فعال رقمی
– سیگنال روشنایی
– هریک ازسیگنالهای تفاضلی رنگ    720
۳۶۰
بسامد نمونه برداری سیگنال روشنایی [ Y] : بسامد نمونه برداری سیگنال  Y برابر با MHZ 5/13 درنظر گرفته شده است. بنابرآنچه که قبلا در ۳-۵ بیان شد، حدبالای بسامد فاصله ای باید نصف MHZ 5/13یعنی MHZ 75/6 باشد. این مقدار برای پهنای باند سیگنال Y  که برابر MHZ 6 در سیستم PAL است، کافی می باشد و برای سیگنال Y در سیستم NTSC که پهنای باندش MHZ 2/4 است {۱۳} حتی مقداری بیشتر می باشد.
 بسامد نمونه برداری سیگنالهای تفاضلی رنگ B-Y, R-Y: برای مولفه های تفاضلی رنگ B-Y ,R-Y بسامد نمونه برداری MHZ 75/6 انتخاب شده است . بنابراین حدبالای بسامد فاصله ای MHZ 375/3 خواهد بود. این مقدار، از پهنای باند سیگنالهای تفاضلی رنگ، در سیستمهای NTSC , PAL که MHZ 5/1 هستند، بیشتر می باشد {۱۳}. این اضافه وضوح رنگ برای بازسازی وتولید رنگها بسیار مفید است وبه همین لحاظ استفاده از سیگنال مولفه ای تصویر نسبت به سیگنال مرکب تصویر ترجیح داده می شود.
 استدلالی دیگر برای انتخاب بسامد نمونه برداری MHZ 5/13: هنگام نمونه برداری از سیگنالهای روشنایی وتفاضلی رنگ، هر نمونه در هر فریم، همواره در همان مکان خودش نمونه برداری می شود. برای فرم دادن به یک شبکه متعامد ، نمونه ها به صورت عمودی دریک ردیف واقع می شوند. بنابراین بسامد نمونه برداری ضریبی از بسامد افقی بوده و نمونه های میدانهای متوالی در ردیف عمودی قرار می گیرند. برای سازگاری با سیستم های مختلف باید حداقل اختلاف، بین سیستم های ۶۲۵ خط، ۵۰ هرتز مانند ایران و۵۲۵ خط ۶۰هرتز وجود داشته باشد. باتوجه به این معیارها وجدول ۳-۱ بسامد نمونه برداری روشنایی معادل ۸۶۴ برابر بسامد خط در سیستم ۵۰/۶۲۵ و ۸۵۸ برابر بسامد خط در سیستم ۶۰/۵۲۵ در نظر گرفته شده است{۲}. بنابراین داریم: بسامد نمونه برداری در سیستم ۵۰/۶۲۵: MHZ 5/13= 15625 * 864
بسامد نمونه برداری در سیستم ۶۰/۵۲۵ : MHZ 5/13= 15750 * 858
 نمونه برداری به روش ۴:۲:۲  : 4:2:2 یک سیستم نمادگذاری است که نسبت بین بسامد نمونه برداری برای سیگنال Y ومولفه های تفاضلی رنگ B- Y, R- Y را بیان می کند. این نماد به پردازش سیگنال تصویر به صورت رقمی طبق استاندارد ITU – R 601 وبه مبنای بسامد اصلی MHZ 375/3 اشاره دارد. بسامد نمونه برداری برای سیگنال روشنایی [ Y] چهار برابر بسامد اصلی وبسامد سیگنالهای تفاضلی رنگ دوبرابر بسامد اصلی می باشد. بنابراین ۴:۲:۲ مشخص کننده نسبت نمونه برداری بین مولفه های سیگنال تصویر یعنی روشنایی وسیگنالهای تفاضلی رنگ نیز می باشد. این نمونه برداری باروش ۴:۲:۲ در فرصتهای ضبط مغناطیسی    D – 5 , D-1 ، Digital-S,Digital Betacam و ۵۰ – DVCPRO  بکار رفته است{۱۳}.
 نمونه برداری باروش ۴:۴:۴: نماد ۴:۴:۴ اشاره براین دارد که همه مولفه های تصویر با بسامد MHZ 5/13  نمونه برداری می شوند.و ازاین روش نمونه برداری برای حسگرهای خاص که با مولفه های YUV یا RGB مطابقت دارند {۱۳} استفاده می شود.
 نمونه برداری به روش  4:1:1: نماد ۴:۱:۱ بیان می کند که وضوح تصویری مولفه های تفاضلی رنگ برابر با   وضوح تصویری سیگنال روشنایی است. روش نمونه برداری ۴:۱:۱ در فرمت  DVCAM، فرمت DV برای مصارف خانگی وفرمت گونه ای از DVCPRO با Mbps25 استفاده شده است. در برنامه های تولیدی گاهی اتفاق می افتد که نیاز به ذخیره کانال اطلاعات اضافه برروی سیگنال مرکب تصویر داریم. این اضافات می توانند برپایه اطلاعات رنگ موجود در تصویر اصلی مثل کروماکی ویا اطلاعات روشنایی موجود در تصویر اصلی مثل لوموکی ویا سیگنال کنترل خطی مثل کانال آلفا یا کلید خطی باشند. سیگنالهای کلید خطی وکانال آلفا، عموما همانند روشنایی نمونه برداری می شوند ولی تعداد سطوح کوانتش می تواند کاهش یابد. نماد استاندارد برای کانال آلفا بستگی به روش نمونه برداری دارد. مثلا نماد ۴:۴:۴:۴ و ۴:۲:۲:۴ بیانگر تصاویری باوضوح کامل آلفا هستند. نکته قابل ذکر این است که نمونه برداری رنگها با فرکانسهای فرعی فقط بروضوح افقی تصویر تاثیر دارد. در تمام سیستمها به علت اینکه خطوط تصویری به صورت درهم بافته تشکیل یک تصویر کامل را می دهند، بنابراین هم روشنایی وهم مولفه های تفاضلی رنگ در طول یک خط از تصویر دارای معنی خواهند بود. دلیل منطقی برای استفاده از فرکانسهای فرعی برای نمونه برداری رنگها برطبق خاصیت و ادراک بینایی ساختمان چشم بشر بوده است. ازطرفی سیستم بینایی بشر باعث می گردد تفاوت وضوح افقی وعمودی در محدوده بین ۲:۱ تا ۱:۲ قابل اغماض باشد{۱۳}.
 روشهای دیگر نمونه برداری: در نمونه برداری به روش نمادهای ذکر شده، بیان شد که اولین عدد به نمونه برداری سیگنال روشنایی اشاره می کند ودومین وسومین عدد به سیگنالهای تفاضلی رنگ قرمز وآبی اشاره می نمایند. در سیستم ۱۴:۷:۷ سیگنال روشنایی با بسامد MHZ 14 وسیگنالهای تفاضلی رنگ با بسامد MHZ 7 نمونه برداری می شوند. در کاربردهای کنونی بجای این که نماد را به صورت مثلا ۷۵/۶ :۷۵/۶ :۵/۱۳ بنویسد توافق شد که به صورت اختصار وبا نماد ۴:۲:۲ نوشته شود. در مورد نماد ۴:۲۰ اختصار دیگری توافق شده است. ازاین روش در مبحث فشرده سازی MPEG   وبرای پخش تلویزیونی رقمی استفاده خواهد شد. مخالف آنچه که ازاین نماد تصور می شود ، ۴:۲:۰ به سیستمی بدون مولفه تفاضلی رنگ ابی اشاره نمی کند. بلکه این نماد به اختصار. سیگنال تصویری رامعرفی می کند که به ازای هرچهار نمونه روشنایی فقط یک جفت نمونه ازدو مولفه های تفاضلی رنگ وجود دارد{۱۳}. یک نمونه از قرمز ویک نمونه از آبی به ازای چهار نمونه روشنایی موجود می باشد. در ۴:۲:۰ برخلاف ۴:۱:۱ نمونه های تفاضلی رنگ از خط یکسان همانند روشنایی حاصل نمی شوند بلکه متوسط نمونه ها از دو خط مجاور هم که در یک میدان تصویری هستند استخراج می شوند . اما به علت افت وضوح عمودی تصویر ونیاز به صافی های جداکننده در روش ۴:۲:۰ برخلاف اقتصادی بودن آن {۱۳}، از کیفیت مطلوب برای ضبط تصاویر تلویزیونی برخوردار نمی باشد…