Ycbcr ή rgb που είναι καλύτερο. Κατά την έξοδο βίντεο σε τηλεόραση ή οθόνη, τα σκούρα χρώματα εμφανίζονται γκρι και τα ανοιχτά εμφανίζονται λευκά

Το YCbCr είναι ένας χρωματικός χώρος στην αναλογική μετάδοση σήματος.
σε αντίθεση με το PbPr - ένα αναλογικό σήμα κωδικοποιημένο σε βολτ από -0,5v έως 0,7v, το CbCr κωδικοποιείται σε αριθμούς,
εκείνοι. Το σύστημα είναι το ίδιο, αλλά τα δεδομένα μεταδίδονται σε ψηφιακή μορφή.
Το Y είναι το στοιχείο φωτεινότητας, το CB και το CR είναι τα μπλε και κόκκινα στοιχεία διαφοράς χρώματος.

Τα ψηφιακά στοιχεία Y'CbCr (8 bit) υπολογίζονται από τα αναλογικά στοιχεία R'G'B' ως εξής:

Τα λαμβανόμενα σήματα είναι στην περιοχή από 16 έως 235, τιμές από 0 έως 15 και από 236 έως 255 σχηματίζουν δύο εφεδρικές περιοχές.

Επίπεδα CbCr σε διαφορετικές τιμές Y:

Τι συμβαίνει λοιπόν όταν στις ρυθμίσεις, για παράδειγμα, μιας κάρτας βίντεο, μέσω HDMI προτείνεται η μετάδοση σήματος στο YCbCr για παράδειγμα 4:4:4 (ιδανική περίπτωση) 4:2:2 (κανονική θήκη) 4: 2:0 (κακή περίπτωση)
και λείπει το RGB; Εάν υπάρχει RGB, τότε φυσικά είναι καλύτερα να το επιλέξετε. αλλά αν δεν είναι εκεί, ιδού τι συμβαίνει:

Εκείνοι. όσο περισσότερα τέσσερα, τόσο περισσότερα σημεία χρώματος σε σχέση με τα σημεία φωτεινότητας θα μεταδοθούν από την πηγή στον δέκτη :)

Ποιες είναι λοιπόν αυτές οι μορφές; Αυτή είναι η υποπεριγραφή χρώματος, δηλ. μείωση της συμπίεσης χρώματος.
Για παράδειγμα, όπως στο mp3 υπάρχει ένας ρυθμός δειγματοληψίας 128, 256, 320, κλπ. Και η ποιότητα του ήχου εξαρτάται από αυτό,
τότε η ακρίβεια της αναπαραγωγής χρώματος εξαρτάται από τη χρωματική δειγματοληψία. Αν και από απόσταση δεν είναι πολύ εύκολο να διακρίνεις 4:4:4 και 4:2:0.

4:4:4
Κάθε ένα από τα τρία συστατικά Y'CbCr έχει τον ίδιο ρυθμό δειγματοληψίας. Αυτό το κύκλωμα χρησιμοποιείται μερικές φορές σε ακριβούς σαρωτές και κινηματογραφική μετα-παραγωγή.

4:2:2
Χρησιμοποιείται σε επιστημονική έρευνα, επαγγελματικά συστήματα και μορφή MPEG-2. Το σήμα πλήρους φωτεινότητας μεταδίδεται σε κάθε γραμμή και κάθε άλλο δείγμα λαμβάνεται για σήματα χρώματος. Έτσι, η οριζόντια ανάλυση χρώματος μειώνεται στο μισό.

4:2:1
Αυτή η λειτουργία είναι επίσης τεχνικά καθορισμένη. Χρησιμοποιείται σε περιορισμένο σύνολο κωδικοποιητών υλικού και λογισμικού.

4:1:1
Σε αναλογία 4:1:1, η οριζόντια ανάλυση των σημάτων χρωματισμού μειώνεται στο ένα τέταρτο της πλήρους ανάλυσης του σήματος φωτεινότητας και το εύρος ζώνης περιορίζεται (αυξήθηκε η παροχή) στο μισό σε σύγκριση με τη λειτουργία χωρίς υποδειγματοληψία. Αρχικά, χρησιμοποιήθηκε το 4:1:1 σε μορφή DV, η οποία δεν θεωρούνταν μεταδιδόμενη και ήταν η μόνη αποδεκτή μορφή εγγραφής βίντεο για εφαρμογές χαμηλού προϋπολογισμού και καταναλωτικές εφαρμογές. Επί του παρόντος, η μορφή DV (με δειγματοληψία 4:1:1) χρησιμοποιείται επαγγελματικά για παραγωγή ειδήσεων και αναπαραγωγή βίντεο μέσω διακομιστών.

4:2:0
Διάφορες επιλογές διαμόρφωσης 4:2:0 μπορούν να βρεθούν σε:
Στα πρότυπα κωδικοποίησης βίντεο ISO/IEC, MPEG, CCITT και Video Coding Experts Group "H.26x", συμπεριλαμβανομένων των εφαρμογών H.262/MPEG-2 Part 2, όπως DVD (αν και ορισμένα προφίλ MPEG-4 Part 2 και H.264 / Το MPEG-4 AVC επιτρέπει την κωδικοποίηση με δομή δειγματοληψίας υψηλότερης ποιότητας, όπως 4:4:4)
PAL DV και DVCAM
HDV
AVCHD και AVC-Intra 50
Apple Intermediate Codec
Οι πιο κοινές υλοποιήσεις JPEG/JFIF και MJPEG
VC-1

Για τα συστατικά χρωματικής διαφοράς Cb και Cr, κάθε δεύτερο οριζόντιο και κάθετο δείγμα απορρίπτεται κατά τη δειγματοληψία. Υπάρχουν τρεις επιλογές για σχήματα 4:2:0, με διαφορετικές οριζόντιες και κάθετες τοποθετήσεις ενδείξεων:
Τα δείγματα εξαρτημάτων χρωματικής διαφοράς στη μορφή 4:2:0 που υιοθετήθηκε στο σύστημα συμπίεσης MPEG-2 δεν συνδυάζονται με τα δείγματα του στοιχείου φωτεινότητας.
Σε JPEG/JFIF, H.261 και MPEG-1, τα Cb και Cr συνδυάζονται και τοποθετούνται μεταξύ εναλλακτικών δειγμάτων φωτεινότητας.
Σε 4:2:0 DV, τα δείγματα των στοιχείων χρωματικής διαφοράς Cb και Cr συνδυάζονται με τα δείγματα του στοιχείου φωτεινότητας της εικόνας, μπορούν να ληφθούν από την πρωτότυπη δομή 4:2:2 εξαλείφοντας εναλλάξ ένα στοιχείο διαφοράς χρώματος σε κάθε δεύτερη γραμμή κάθε πεδίου.

Αυτός ο τύπος επεξεργασίας δεδομένων είναι ιδιαίτερα κατάλληλος για έγχρωμα συστήματα PAL και SECAM. Οι περισσότερες μορφές ψηφιακών βίντεο PAL χρησιμοποιούν 4:2:0, με εξαίρεση το DVCPRO25, το οποίο χρησιμοποιεί 4:1:1. Τόσο το 4:1:1 όσο και το 4:2:0 μειώνουν το εύρος ζώνης κατά το ήμισυ σε σύγκριση με την παρουσίαση χωρίς δειγματοληψία.

Είναι γνωστό ότι μια έγχρωμη εικόνα απαιτεί τουλάχιστον τρεις αριθμούς ανά pixel για να αποδώσει με ακρίβεια το χρώμα της. Η μέθοδος που επιλέχθηκε για να αναπαραστήσει τη φωτεινότητα και το χρώμα ονομάζεται χρωματικός χώρος.

Τα τρία πιο δημοφιλή μοντέλα χρωμάτων είναι το RGB (χρησιμοποιούνται στα γραφικά υπολογιστών). YIQ, YUV ή YCbCr (χρησιμοποιείται σε συστήματα βίντεο). και CMYK (χρησιμοποιείται στην έγχρωμη εκτύπωση). Όλοι οι χρωματικοί χώροι μπορούν να προέρχονται από τον χώρο RGB που εξάγεται από κάμερες και σαρωτές.

Αυτός ο χρωματικός χώρος χρησιμοποιείται ευρύτερα στα γραφικά υπολογιστών. Το κόκκινο, το πράσινο και το μπλε είναι τα κύρια συστατικά των χρωμάτων και αντιπροσωπεύουν τις τρεις διαστάσεις ενός δεδομένου χώρου (Εικ. 3). Η υποδεικνυόμενη διαγώνιος ενός κύβου με ίσες τιμές RGB υποδεικνύει τη διαβάθμιση του γκρι από μαύρο σε λευκό.

Ρύζι. 3. Κύβος χρώματος RGB

Οι έγχρωμες οθόνες CRT και LCD εμφανίζουν εικόνες RGB φωτίζοντας ξεχωριστά τα κόκκινα, πράσινα και μπλε στοιχεία κάθε pixel. Εάν κοιτάξετε την οθόνη από την απόσταση ενός συνηθισμένου θεατή, τα διάφορα στοιχεία συγχωνεύονται σε ένα ενιαίο "σωστό χρώμα".

Ο χώρος RGB είναι κατάλληλος για γραφικά υπολογιστή επειδή... εκεί, αυτά τα τρία συστατικά χρησιμοποιούνται για να σχηματίσουν χρώμα. Ωστόσο, το RGB δεν είναι πολύ αποτελεσματικό όταν πρόκειται για πραγματικές εικόνες. Το γεγονός είναι ότι για να διατηρήσετε το χρώμα των εικόνων, είναι απαραίτητο να γνωρίζετε και να αποθηκεύσετε και τα τρία στοιχεία RGB και η απώλεια ενός από αυτά θα παραμορφώσει σημαντικά την οπτική ποιότητα της εικόνας. Επίσης, κατά την επεξεργασία εικόνων στο χώρο RGB, δεν είναι πάντα βολικό να αλλάζετε μόνο τη φωτεινότητα ή την αντίθεση ενός μεμονωμένου pixel, επειδή Σε αυτήν την περίπτωση, θα χρειαστεί να διαβάσετε και τις τρεις τιμές στοιχείων RGB, να τις υπολογίσετε ξανά στην επιθυμητή φωτεινότητα και να τις γράψετε πίσω. Για αυτούς και άλλους λόγους, πολλά πρότυπα βίντεο χρησιμοποιούν φωτεινότητα και δύο σήματα διαφοράς χρώματος ως χρωματικό μοντέλο εκτός από το RGB. Οι πιο διάσημοι από αυτούς τους χώρους είναι οι YUV, YIQ και YCbCr. Παρά το γεγονός ότι όλα σχετίζονται μεταξύ τους, υπάρχουν ωστόσο κάποιες διαφορές.

Είναι γνωστό ότι τα ανθρώπινα οπτικά όργανα είναι λιγότερο ευαίσθητα στο χρώμα των αντικειμένων παρά στη φωτεινότητά τους. Στον χρωματικό χώρο RGB, και τα τρία στοιχεία θεωρούνται εξίσου σημαντικά και συνήθως αποθηκεύονται στην ίδια ανάλυση. Ωστόσο, είναι δυνατό να εμφανιστεί μια έγχρωμη εικόνα πιο αποτελεσματικά διαχωρίζοντας τη φωτεινότητα από τις πληροφορίες χρώματος και παρουσιάζοντάς την σε υψηλότερη ανάλυση από το χρώμα. Επομένως, ο χρωματικός χώρος YCbCr και οι παραλλαγές του είναι μια δημοφιλής μέθοδος για την αποτελεσματική αναπαράσταση έγχρωμων εικόνων.

Το γράμμα Y σε τέτοιους χρωματικούς χώρους υποδηλώνει τη συνιστώσα φωτεινότητας, η οποία υπολογίζεται ως σταθμισμένος μέσος όρος των στοιχείων R, G και B χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:

,

όπου υποδηλώνει τον αντίστοιχο συντελεστή στάθμισης. Τα υπόλοιπα στοιχεία χρώματος ορίζονται ουσιαστικά ως οι διαφορές μεταξύ της φωτεινότητας Y και των στοιχείων R, G και B:

Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τέσσερα στοιχεία του νέου χώρου αντί για τρία RGB. Ωστόσο, ο αριθμός Cb+Cr+Cg είναι σταθερός, επομένως μόνο δύο από τα τρία χρωματικά συστατικά πρέπει να αποθηκευτούν και το τρίτο να υπολογιστεί από αυτά. Τις περισσότερες φορές, το Cb και το Cr χρησιμοποιούνται ως τα δύο επιθυμητά συστατικά χρώματος. Το πλεονέκτημα του χώρου YCbCr έναντι του RGB είναι ότι τα Cb και Cr μπορούν να αναπαρασταθούν σε χαμηλότερη ανάλυση από το Y επειδή Το ανθρώπινο μάτι είναι λιγότερο ευαίσθητο στο χρώμα των αντικειμένων παρά στη φωτεινότητά τους. Αυτό καθιστά δυνατή τη μείωση του όγκου των πληροφοριών που απαιτούνται για την αναπαράσταση χρωματικών στοιχείων χωρίς να υποβαθμίζεται αισθητά η ποιότητα των χρωματικών τόνων της εικόνας. Αυτή η προσέγγιση στη μετατροπή χρωματικού χώρου έχει ένα πρόσθετο αποτέλεσμα κατά τη συμπίεση έγχρωμων εικόνων. Σε αυτήν την περίπτωση, οι αλγόριθμοι συμπίεσης μετατρέπουν πρώτα τον αρχικό χρωματικό χώρο από RGB σε YCbCr, συμπιέζουν και, στη συνέχεια, κατά την ανάκτηση, μετατρέπουν την εικόνα πίσω στον χρωματικό χώρο RGB, επειδή χρησιμοποιείται σε υπολογιστές. Σε αυτήν την περίπτωση, οι τύποι για άμεσους και αντίστροφους μετασχηματισμούς μοιάζουν με αυτό:

άμεση μετατροπή

αντίστροφη μετατροπή

Σημειώστε ότι ο παράγοντας kg λαμβάνεται από τη σχέση και η τιμή της συνιστώσας G προκύπτει αφαιρώντας το άθροισμα των Cb και Cr από το Y.

Όπως σημειώθηκε παραπάνω, τα χρωματικά συστατικά Cb και Cr μπορούν να αναπαρασταθούν με χαμηλότερη ανάλυση από το ελαφρύ συστατικό Y. Στην πράξη, χρησιμοποιούνται οι ακόλουθες μορφές για την αμοιβαία αναπαράστασή τους.

Η πιο προφανής μορφή είναι η λεγόμενη μορφή 4:4:4, που σημαίνει πλήρη ακρίβεια στη μετάδοση των χρωματικών στοιχείων, δηλ. για κάθε 4 μετρήσεις φωτός Y, μεταδίδονται 4 μετρήσεις των συστατικών Cb και Cr (Εικ. 4 α).

Ρύζι. 4. Διάταξη χρωματικών εξαρτημάτων

Μια άλλη μορφή 4:2:2 (YUY2) υποθέτει ότι για κάθε 4 δείγματα του συστατικού Y υπάρχουν δύο δείγματα των χρωματικών στοιχείων, η θέση των οποίων φαίνεται στο Σχ. 4, β. Αυτή η μορφή χρησιμοποιείται για έγχρωμο βίντεο υψηλής ποιότητας και χρησιμοποιείται στα πρότυπα MPEG-4 και H.264.

Η πιο δημοφιλής μορφή δειγματοληψίας είναι 4:2:0 (YV12) κάθε στοιχείο Cb και Cr έχει ένα δείγμα ανά 4 δείγματα Y (Εικ. 5 α, β). Επιπλέον, οι μετρήσεις των συνιστωσών Cb και Cr υπολογίζονται, κατά κανόνα, με δύο τρόπους. Στην πρώτη περίπτωση, η παρεμβολή πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας τις 4 πλησιέστερες μετρήσεις των συνιστωσών Cb και Cr για να σχηματιστεί μία ένδειξη για αυτά (Εικ. 5, α). Αυτή η προσέγγιση χρησιμοποιείται στα πρότυπα MPEG-1 και H.261, H.263. Σε άλλη περίπτωση, η παρεμβολή πραγματοποιείται κατά μήκος δύο κατακόρυφων δειγμάτων (Εικ. 5, β) και χρησιμοποιείται στο πρότυπο MPEG-2.

Ρύζι. 5. Παρουσίαση σε μορφή 4:2:0

Λόγω της οικονομικά αποδοτικής παρουσίασης των έγχρωμων σκηνών, η μορφή 4:2:0 χρησιμοποιείται ευρέως σε πολλές καταναλωτικές εφαρμογές όπως τηλεδιάσκεψη, ψηφιακή τηλεόραση, DVD. Δεδομένου ότι τα χρωματικά στοιχεία δειγματοληπτούνται 4 φορές λιγότερο συχνά από τα στοιχεία φωτεινότητας, ο χώρος YCbCr 4:2:0 καταλαμβάνει 2 φορές λιγότερα δείγματα σε σύγκριση με τη μορφή βίντεο RGB 4:4:4.

Θέμα διάλεξης: Συστήματα χρωμάτων του 20ου αιώνα. Συστήματα "Y": YUV, YCbCr, YPbPr, YIQ, YDbDr.

Χρωματικά μοντέλα "Y".

Υπάρχουν αρκετά στενά συνδεδεμένα μοντέλα χρωμάτων που έχουν κοινό ότι χρησιμοποιούν ρητά διαχωρισμός πληροφοριών φωτεινότητας και χρώματος. Συστατικό Υ αντιστοιχεί στο ομώνυμο στοιχείο του μοντέλου CIE XYZκαι είναι υπεύθυνος για λάμψη. Τέτοια μοντέλα είναι ευρέως εφαρμογή στα τηλεοπτικά πρότυπα, αφού ιστορικά υπήρχε ανάγκη για συμβατότητα με ασπρόμαυρες τηλεοράσεις, οι οποίες λάμβαναν μόνο σήμα που αντιστοιχεί σε Υ . Αυτοί επίσης χρησιμοποιείται σε ορισμένους αλγόριθμους επεξεργασίας και συμπίεσης εικόνας και βίντεο.

Στην τηλεόραση για στάνταρ ΦΙΛΑΡΑΚΟΣεφαρμόζεται το χρωματικό μοντέλο YUV, Για SECAM- μοντέλο YDbDr, και για NTSC- μοντέλο YIQ. Αυτά τα μοντέλα βασίζονται στην αρχή σύμφωνα με την οποία οι κύριες πληροφορίες μεταφέρονται από τη φωτεινότητα της εικόνας - το στοιχείο Υ(σημαντικό - Υσε αυτά τα μοντέλα υπολογίζεται εντελώς διαφορετικά από Υστο μοντέλο XYZ), και τα άλλα δύο συστατικά που είναι υπεύθυνα για το χρώμα είναι λιγότερο σημαντικά.

Ένα από τα προβλήματα που προέκυψαν έγχρωμη τηλεόραση, ήταν Πρόβλημα με την εμφάνιση έγχρωμου βίντεο σε ασπρόμαυρη τηλεόραση.Ήταν απαραίτητο να μεταμορφωθεί RGB- σήμα στο ένα σήμα φωτεινότητας εικόνας Υ . Το καλύτερο αποτέλεσμα επιτυγχάνεται με τη μετατροπή σύμφωνα με τον τύπο:

Υ = 0,299 R + 0,587 G + 0,114 Β ,

Οπου R, G Και σι - η φωτεινότητα των αντίστοιχων χρωματικών συστατικών και οι συντελεστές τους αντικατοπτρίζουν τα φυσιολογικά χαρακτηριστικά της όρασής μας.

Μαζί με σήμα φωτεινότητας Υ τα λεγόμενα Σήματα U chrominance Και V :

U = B - Y, V = R - Y .

Σε έγχρωμο μοντέλο YUVοι ποσότητες αυτές θεωρούνται ως τρία συστατικά του χρωματικού τόνου. Στην τηλεόραση πριν την εκπομπή σήμα βίντεομετατρέπεται σε αιθέρα από RGB V YUVσύμφωνα με τους παραπάνω τύπους και στους τηλεοπτικούς δέκτες συμβαίνει η αντίστροφη μετατροπή. εξαρτήματα U Και V υπεύθυνος για τη μετάδοση χρώματος. Στην πραγματικότητα, διαφορετικά συστήματα τηλεόρασης χρησιμοποιούν ελαφρώς διαφορετικούς τύπους για τον υπολογισμό U Και V .

Μετατροπή σε RGBκαι πίσω

R = Υ + 1,13983 * V;
G = Y - 0,39465 * U - 0,58060 * V;
B = Y + 2,03211 * U;

U = -0,14713 * R - 0,28886 * G + 0,436 * B;
V = 0,615 * R - 0,51499 * G - 0,10001 * B;

Οπου R, G, B - αντίστοιχα, Υ - στοιχείο φωτεινότητας, U Και V - εξαρτήματα χρωματικής διαφοράς.

Το μοντέλο χρησιμοποιείται ευρέως σε τηλεοπτικές εκπομπές και αποθήκευση/επεξεργασία δεδομένων βίντεο. Το στοιχείο φωτεινότητας περιέχει Ήταν βολικό τη στιγμή της εμφάνισής του έγχρωμη τηλεόρασηγια συμβατότητα με παλαιότερες ασπρόμαυρες τηλεοράσεις.

Σε χρωματικό χώρο YUVυπάρχει ένα στοιχείο που αντιπροσωπεύει τη φωτεινότητα (σήμα φωτεινότητας)και δύο άλλα στοιχεία που αντιπροσωπεύουν το χρώμα (σήμα χρωματισμού). Ενώ η φωτεινότητα μεταφέρεται με πλήρη λεπτομέρεια, ορισμένες λεπτομέρειες στα στοιχεία σήματος χρωματισμού χωρίς πληροφορίες φωτεινότητας μπορούν να αφαιρεθούν με μείωση δειγματοληψίας των δειγμάτων (φιλτράρισμα ή μέσος όρος)που μπορεί να γίνει με διάφορους τρόπους (δηλαδή υπάρχουν πολλές μορφές για την αποθήκευση μιας εικόνας στον χρωματικό χώρο YUV).

Εισαγωγή

Πολλοί σύγχρονοι κωδικοποιητές βίντεο χρησιμοποιούν χρωματικός χώρος YCbCr, που είναι μια έκδοση του χρωματικού μοντέλου YUV. Θα ήταν πιο σωστό να γράψω YCbCrμε συνδρομητές σιΚαι r.Δείτε τι σημαίνουν τα στοιχεία χρωματικού χώρου:

Υ = φωτεινότητα ή ένταση (λούμα); μέγεθος 8 bit. τιμές από 16 έως 235.

Το στοιχείο φωτεινότητας περιέχει "ασπρόμαυρο" (σκιά του γκρι)εικόνα και τα υπόλοιπα δύο στοιχεία περιέχουν πληροφορίες για την επαναφορά του απαιτούμενου χρώματος.

Cb = "χρώμιο μπλε" (χρώμα) μπλε-κίτρινο.

Cr = "κόκκινο χρώμα" (χρώμα)ή ακριβέστερα η χρωματική απόκλιση από το γκρι στον άξονα κόκκινο-κυανό.

Το πράσινο χρώμα μπορεί να προέλθει από αυτές τις τρεις τιμές.

Τα στοιχεία χρώματος σχηματίζονται με την προσδοκία ψηφιακή μετάδοσησύμφωνα με το πρότυπο ITU-R BT.601. Κωδικοποίηση DVD-ΒίντεοΜε MPEG-2με βάση τα σήματα YCbCr 4:2:0.

Χρωματικός χώρος YCbCrσυχνά λανθασμένα συγχέεται με το διάστημα YUV, το οποίο με τη σειρά του δεν χρησιμοποιείται σε ψηφιακή επεξεργασία, και χρησιμοποιείται σε συστήματα που βασίζονται στο σύστημα αναλογική έγχρωμη τηλεόραση ΦΙΛΑΡΑΚΟΣ, όπως αναλογική τηλεόρασηή αναλογικές μαγνητικές βιντεοκασέτες.

Χρωματιστά σώματα YCbCr:

Αξίζει να σημειωθεί ότι αν RGB-κωδικοποίηση του καθενός εικονοκύτταροέχει διάφορα εξαρτήματα R, GΚαι σικανάλια, μετά για YCbCr-Η κωδικοποίηση αυτής της δήλωσης δεν είναι αληθής. YCbCΗ r-coding χρησιμοποιεί το εμπειρικό γεγονός ότι το ανθρώπινο μάτι είναι πιο ευαίσθητο στις αλλαγές στη φωτεινότητα εικονοκύτταρο, αντί για αλλαγές στο χρώμα του.Όλοι λοιπόν εικονοκύτταροεικόνες στο διάστημα YCbCrέχει μια ενιαία τιμή συστατικού Υ (λάμψη), αλλά μπορεί να είναι μέρος μιας ομάδας pixel με την ίδια τιμή CbΚαι Cr.

Η τελευταία παρατήρηση οδηγεί στην κατανόηση ευρετήρια στο YCbCr: 4:2:0.4:2:2.4:4:4 και ούτω καθεξής. Αυτές οι αναλογίες δείχνουν το βαθμό αποδεκάτιση(αραίωμα) χρωματικότητα . Κάθε ένας από τους αριθμούς σε αναλογία αντιστοιχεί στη συχνότητα δειγματοληψίας του αντίστοιχου καναλιού:

1ο - κανάλι Υ
2ο - κανάλι Cb
3ο - κανάλι Cr

Μορφή 4:4:4

Ετσι, Μορφή 4:4:4 σημαίνει ότι για δείγματα 4 καναλιών Υυπάρχουν 4 μετρήσεις καναλιών CbΚαιCr , Και κάθε εικονοκύτταροπεριέχει μοναδικές τιμές 3 καναλιών (ίδιο με το μοντέλο RGB). Οχι αποδεκάτιση δεν συμβαίνει, και κατά συνέπεια απώλεια ποιότητας.

Μορφή 4:2:2

Μορφή 4:2:2 σημαίνει τι συμβαίνει αποδεκατισμός με χρωματισμό 2 φορές στην οριζόντια κατεύθυνση. Δηλαδή κατά την κωδικοποίηση λαμβάνεται υπόψη η τιμή Υ καθένας εικονοκύτταρο και νόημα Cb Και Cr κάθε δευτερόλεπτοεικονοκύτταρο .

Μορφή 4:2:0

Μορφή 4:2:0 σημαίνει τι συμβαίνει αποδεκάτιση 2 φορέςμέσω καναλιών Cb Και Cr , αλλά και σε αυτή την περίπτωση στην κατακόρυφη κατεύθυνση.

Αντιστοίχιση τύπων YCbCr - RGB:

Έγχρωμα μοντέλα YCbCrΚαι YPbPrείναι παραλλαγές YUVμε άλλες κλίμακες για U Και V (αντιστοιχούν σε Cb/PbΚαι Cr/Pr) . YPbPrχρησιμοποιείται για να περιγράψει , Α YCbCr- Για ψηφιακό.

YPbPrείναι ένας χρωματικός χώρος που χρησιμοποιείται στα ηλεκτρονικά βίντεο, ιδιαίτερα σε σχέση με εισόδους βίντεο συνιστωσών. YPbPrΑυτό αναλογική έκδοσηχρωματικός χώρος YCbCr, είναι και οι δύο αριθμητικά ίσοι, αλλά YPbPrσχεδιασμένο για αναλογικά συστήματα, ενώ YCbCrΓια ψηφιακό βίντεο.

Λόγω του γεγονότος ότι οι άνθρωποι συχνά κουράζονται προσπαθώντας να προφέρουν γρήγορα YPbPr, αυτά τα καλώδια βίντεο ονομάζονται συχνά "Καλώδια Yipper". YPbPrσυχνά ονομάζεται στην καθημερινή ζωή "συστατικό βίντεο", αλλά αυτό δεν είναι απολύτως ακριβές αφού υπάρχουν πολλοί άλλοι τύποι βίντεο συνιστωσών (κυρίως RGB με πράσινο συγχρονισμό ή ένα ή δύο ξεχωριστά σήματα).

YPbPrμετατράπηκε από Σήμα βίντεο RGB, που χωρίζεται σε τρία συστατικά Υ, Pb, Και Πρ .

Υ μεταφέρει πληροφορίες για λάμψη (λούμα)Και συγχρονισμός (συγχρονισμός);

Pb μέσα διαφορά μεταξύ μπλε και φωτεινότητας (Β - Υ) ;

Πρ μέσα διαφορά μεταξύ κόκκινου και φωτεινότητας (R - Y) .

Το πράσινο σήμα δεν αποστέλλεται επειδή προέρχεται από τις πληροφορίες φωτεινότητας, μπλε και κόκκινου χρώματος.

Μετάβαση από το RGB στο YPbPr

YPbPrχρησιμοποιείται για να περιγράψει αναλογικά σήματα (κυρίως στην τηλεόραση), Α YCbCr- Για ψηφιακό. Για τον προσδιορισμό τους, δύο συντελεστής : Kb Και Κρ . Στη συνέχεια η μεταμόρφωση από RGB V YPbPrπεριγράφεται ως εξής:

Επιλογή Kb Και Κρ εξαρτάται από το τι RGB-χρησιμοποιείται το μοντέλο (αυτό με τη σειρά του εξαρτάται από τον εξοπλισμό αναπαραγωγής). Συνήθως λαμβάνεται όπως παραπάνω, Kb = 0,114; Kr=0,299 . Πρόσφατα χρησιμοποίησαν επίσης Kb = 0,0722; Kr=0,2126 , το οποίο αντικατοπτρίζει καλύτερα τα χαρακτηριστικά των σύγχρονων συσκευών οθόνης.

YPbPr σημαίνει επίσης - σύνδεσμος, που χρησιμοποιείται για τη σύνδεση DVDή BluRay player, αποκωδικοποιητής DTV, συσκευή αναπαραγωγής πολυμέσων HD. Είσοδος στοιχείου YPbPr προορίζεται για μετάδοση αναλογικό σήμα βίντεο- αυτό εξασφαλίζει την καλύτερη ποιότητα εικόνας με ακριβή αναπαραγωγή χρωμάτων. Ως αποτέλεσμα, η ποιότητα εικόνας είναι κοντά στον κινηματογράφο - καλά ανεπτυγμένες λεπτομέρειες, υψηλή αντίθεση και πλούσιο χρώμα.

Μοντέλο YIQ

Για Έγχρωμη τηλεόραση NTSCπαρουσιάστηκε δύο βασικές απαιτήσεις:

1) Να είναι εντός του καθορισμένου εύρους των 6 MHz,

2) Εξασφαλίστε συμβατότητα με την ασπρόμαυρη τηλεόραση.

Το 1953 αναπτύχθηκε το σύστημα YIQ.

Το χρώμα εμφανίζεται ως 3 εξαρτήματα - φωτεινότητα (Y) Και δύο τεχνητά διαφορά χρώματος (εγώΚαι Q) . Σύνθημα εγώ κάλεσε σε φάση , Q - τετράγωνο .

Μετατροπή σε RGBκαι πίσωπραγματοποιούνται σύμφωνα με τους ακόλουθους τύπους:

R = Y + 0,956 * I + 0,623 * Q;
G = Y - 0,272 * I - 0,648 * Q;
B = Y - 1,105 * I + 1,705 * Q;

Υ = 0,299 * R + 0,587 * G + 0,114 * Β;
I = 0,596 * R - 0,274 * G - 0,322 * B;
Q = 0,211 * R - 0,522 * G + 0,311 * B;

Οπου R, G, B - αντίστοιχα χρωματικές εντάσεις κόκκινου, πράσινου και μπλε, Υ - στοιχείο φωτεινότητας, εγώ Και Q - εξαρτήματα χρωματικής διαφοράς. Δίνονται συντελεστές για τη θερμοκρασία χρώματος σε 6500 Κ, που αντιστοιχεί σε φυσικό φως σε μια ηλιόλουστη μέρα.

Το μοντέλο χρησιμοποιείται στην τηλεοπτική μετάδοση Πρότυπα M-NTSCΚαι M-PAL, Πού εύρος ζώνης βίντεο αισθητά λιγότερο από ό,τι σε άλλα τηλεοπτικά πρότυπα. Το στοιχείο φωτεινότητας περιέχει "ασπρόμαυρο" (σκιά του γκρι)εικόνα και τα υπόλοιπα δύο στοιχεία περιέχουν πληροφορίες για την επαναφορά του απαιτούμενου χρώματος.

Χρησιμοποιώντας το μοντέλο YIQήταν απαραίτητο μέτρο. Ψυχοφυσιολογικές μελέτες έχουν βρει ότι η ανάλυση του ματιού στο χρώμα είναι μικρότερη από τη συνιστώσα της φωτεινότητας και επομένως το μάτι είναι ελάχιστα ευαίσθητο στο χρώμα των μικρών λεπτομερειών. Λόγω αυτού, κατά τη δημιουργία ενός συμβατού συστήματοςέγχρωμη τηλεόραση κατάφερε να μειώσει διαφορά χρώματος ζώνη συχνοτήτων(δεν περιέχει πληροφορίες φωτεινότητας, σε αντίθεση με τα σήματα των βασικών χρωμάτων R, G και B) τρεις με τέσσερις φορές. Για να μειώσετε την αισθητή παρεμβολή απόσήματα διαφοράς χρώματος στις ασπρόμαυρες τηλεοράσεις, θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μικρότερη, που αντιστοιχεί σε μεγαλύτερησυχνότητα υποφορέα chrominance bandκατεστάλη ακόμη και όταν το εύρος ζώνης μειώθηκε στο τετραπλάσιο, το οποίο όταν τετραγωνική διαμόρφωσηοδήγησε σε παραμόρφωση των χρωματικών αποχρώσεων.

Περαιτέρω έρευνα διαπίστωσε ότι διαφορετικοί τύποι ματιών έχουν διαφορετική ευαισθησία στις χρωματικές μεταβάσεις, γεγονός που κατέστησε δυνατή την ομαδοποίηση των λεγόμενων. "ζεστός"Και "κρύο"αποχρώσεις, και σε μία ομάδα μειώνουν ψήφισμαάλλες τρεις φορές.Τώρα ήταν αρκετό να μεταδώσει ένα από τα σήματα ρίγεςμόνο 0,5 MHz, με την πάνω και την κάτω πλευρά ρίγεςμεταδίδεται χωρίς περιορισμούς.

Επί επίπεδο φάσης (αν φαντάζεστε R-Yως κατακόρυφο άξονα, και ΜΕ, ως οριζόντια) σήματαεγώ Και Q περιστράφηκε σε σχέση με αυτά κατά 33 μοίρες.

YDbDr- χρωματικός χώρος που χρησιμοποιείται σε πρότυπο SECAM. Μοιάζει πολύ με το σύστημα YUV.

Στοιχεία YDbDr:

Υ - φωτεινότητα.

Db - διαφορά στην μπλε χρωματικότητα.

Dr είναι η διαφορά στο χρώμα του κόκκινου.

Μεταφραστικοί τύποι από RGB V YDbDr:

Χρωματικός χώρος YDbDrχρησιμοποιείται επίσης σε ποικιλία τυπικό PAL - PAL-N.