Chrominance

Den krominans , eller kroma , refererer til den del av videosignalet som svarer til informasjonen på farge .

Videosignalet krever luminansinformasjon og to krominansinformasjon for å rekonstruere de tre primærfargene rød, grønn og blå ( RGB ) i fargeskjermen som bruker prinsippet om additiv syntese . Dette valget ble historisk styrt av behovet for å sikre kompatibiliteten til svart-hvitt-TV når NTSC , PAL og deretter SÉCAM- standardene ble født , og etter å ha observert at menneskets syn har mindre følsomhet for farger enn for lysstyrke.

Luminanssignalet Y er konstruert fra de tre primærene R , G og B plukket opp i henhold til koeffisienter, avhengig av standard som brukes.

Den blå forskjellen ( B - Y ) og den røde forskjellen ( R - Y ) krominanssignaler kan vektes forskjellig avhengig av hvilke systemer som brukes. De kan oppta mindre båndbredde fordi de er mindre viktige enn luminansen på den subjektive skarpheten og finheten til detaljene i det viste bildet: dette fører i mange tilfeller til nedsampling av krominansen til det digitale videosignalet.

Når det gjelder et komponentsignal (analogt), blir de tre signalene overført på forskjellige kanaler.

Når det gjelder et sammensatt (analogt) signal, moduleres krominanssignalene med en underbærer for å overføre signalet på en enkelt kanal.

Når det gjelder det digitale signalet, gir typen undersampling som brukes informasjon om nøyaktighetsnivået til krominansen i forhold til luminansen. For eksempel betyr 4: 2: 2 at krominanssignalene (2) samples til halvparten av frekvensen til luminanssignalet (4).

Videosignalets krominans kan analyseres ved hjelp av et vektorskopi (en) .

I alle tilfeller, de operasjoner som gjør det mulig å passere RGB- signalene plukket opp til YC B C R- komponentene blir utført etter gammakorreksjon .

HDTV-opptak 709

I henhold til anbefaling ITU-R BT 709 genereres luminanssignalene (merket for bekvemmelighet) og blå forskjell og rød forskjell (bemerket og ) fra signalene , og (RGB-signaler etter gammakorreksjon, men bemerket R , G og B av bekvemmelighet) som følger: $E'_Y$ $Y$ $E '_ {C_B}$ $E '_ {C_R}$ $C_R$ $C_B$ $E'_R$ $E'_G$ $E'_B$

Y = 0,2126. R + 0,7152. G + 0,0722. B

;

C_B = 0.5389. (BY)

;

C_R = 0,6350. (RY)

Overgangen fra RGB til YC B C R kan representeres ved hjelp av en matrise, derav navnet på matrisering gitt til denne operasjonen:

\ begin {pmatrix} Y \\ C_B \\ C_R \ end {pmatrix} = \ begin {pmatrix} + 0.2126 & + 0.7152 & + 0.0722 \\ - 0.1146 & - 0.3854 & + 0.5000 \\ + 0.5000 & - 0.4541 & - 0,0458 \ end {pmatrix} \ times \ begin {pmatrix} R \\ G \\ B \ end {pmatrix}

I sin analoge fremstilling må delen viet til bildet av de normaliserte signalene (det vil si utenfor linje- og feltsynkroniseringssignalene) holdes innenfor intervallene nedenfor (spenninger uttrykt i volt).

R \ in \ left [0; 0.7 \ right] \ quad G \ in \ left [0; 0.7 \ right] \ quad B \ in \ left [0; 0.7 \ right]

Y \ i \ venstre [0; 0,7 \ høyre] \ quad C_B \ i \ venstre [-0,35; 0,35 \ høyre] \ quad C_R \ i \ venstre [-0,35; 0,35 \ høyre]

I sin digitale representasjon, for en 8-bits koding, dvs. 256 nivåer, er primærr, R , G , B og luminansen kodet på nivåene som strekker seg fra 16 til 235 mens krominanssignalene er kodet på nivåene som strekker seg fra 16 til 240 med et akromatisk nivå for 128. Kodingen kan utføres på 10 bits. I 24, 25 eller 30 bilder per sekund anbefales samplingsfrekvensene anbefalt av ITU-T Rec. 709 er 74,25 MHz for luminanssignalet og 37,125 MHz for krominanssignalene, dvs. en undersampling av typen 4: 2: 2.

SDTV opptak 601

Anbefaling ITU-R BT.601 gir forholdene nyttige for matrisering:

Y = 0.299 \ ganger R + 0.587 \ ganger G + 0.114 \ ganger B

;

C_B = \ frac {B - Y} {1772}

;

C_R = \ frac {R - Y} {1 402}

Overgangen fra RGB til YC B C R kan representeres ved hjelp av matrisen:

\ begin {pmatrix} Y \\ C_B \\ C_R \ end {pmatrix} = \ begin {pmatrix} + 0.2990 & +0.5870 & + 0.1140 \\ - 0.1687 & -0.3312 & + 0.5000 \\ + 0.5000 & -0.4187 & - 0,0813 \ end {pmatrix} \ times \ begin {pmatrix} R \\ G \\ B \ end {pmatrix}

Signalgrensene er de samme som for ITU-T Rec. 709. De anbefalte samplingsfrekvensene er 13,5 MHz for luminanssignalet og 6,75 MHz for krominanssignalene for en undersampling av typen 4: 2: 2.

PAL

YUV- systemet er definert som de forrige med et annet forhold:

Y = 0.299 \ ganger R + 0.587 \ ganger G + 0.114 \ ganger B

;

U = 0,492111. (B - Y)

;

V = 0,877283. (R - Y)

\ begin {pmatrix} Y \\ U \\ V \ end {pmatrix} = \ begynn {pmatrix} + 0.2990 & +0.5870 & + 0.1140 \\ - 0.1471 & -0.2889 & + 0.4360 \\ + 0.6150 & -0.5150 & - 0.1000 \ end {pmatrix} \ times \ begin {pmatrix} R \\ G \\ B \ end {pmatrix}

Disse forholdene gjelder bare signaler som skal sendes i form av et sammensatt signal i PAL-standarden.

NTSC

YIQ- systemet er definert som følger

\ begin {pmatrix} Y \\ I \\ Q \ end {pmatrix} = \ begynn {pmatrix} + 0.2990 & +0.5870 & + 0.1140 \\ + 0.5959 & -0.2746 & - 0.3213 \\ + 0.2115 & -0.5227 & + 0.3112 \ end {pmatrix} \ times \ begin {pmatrix} R \\ G \\ B \ end {pmatrix}

Disse forholdene gjelder bare signaler som skal sendes i form av et sammensatt signal i NTSC-standarden.

Merknader og referanser

Philippe Bellaïche 2006 , s. 201
Philippe Bellaïche 2006 , s. 226
Charles Poyton 2003 , s. 87
ITU-R BT.709-5 : Parameterverdier for HDTV-standarder for produksjon og internasjonal programutveksling , april 2002.
ITU-R BT.601-7 : Innstillinger for digital TV-studiokoding for standardformat 4: 3 (normalisert) og 16: 9 (widescreen)
Charles Poyton 2003 , s. 336-337
Charles Poyton 2003 , s. 367

Vedlegg

Relaterte artikler

standarder / standarder SECAM , PAL , NTSC
Digital bakkenett
Luminans
Delprøve på krominans

Bibliografi

Philippe Bellaïche , videobildets hemmeligheter: kolorimetri, belysning, optikk, kamera, videosignal, digital komprimering, opptaksformater , Paris, Eyrolles,2006, 6 th ed. , 453 s. ( ISBN 2-212-11783-3 )

(en) Charles Poynton , Digital Video og HD: Algoritmer og grensesnitt , Amsterdam / Boston / London etc., Elsevier,2003, 1 st ed. , 692 s. ( ISBN 1-55860-792-7 , leses online ) , s. 367