YCbCr

YCbCr- modellen eller mer presist Y'CbCr er en måte å representere fargerommet i video, hovedsakelig som følge av problemene med radiooverføring.

Et bilde tatt av en hvilken som helst enhet er summen av fargene, enten resultatet er farge eller svart-hvitt. Dermed, selv i et svart-hvitt bilde, ble signalet Y 'som representerer lumaen (ikke forvekslet med den relative luminansen bemerket Y, primærsymbolet til Y' som indikerer en gammakorreksjon ), opprettet av summen av det røde , blå og grønn.

Sendes Y ', luminanssignalet (svart og hvitt), pluss to krominansinformasjon , Cb (Y' minus blå) og Cr (Y 'minus rød). Mottakeren kan gjenskape det grønne og gjengi et fargebilde. Faktisk, hvis vi har Y '(rød + grønn + blå) og Cb (Y' - blå) og Cr (Y '- rød), kan grønn matematisk gjenskapes ved hjelp av ligningen: Y' = 0,3 R '+ 0,6 V' + 0,1 B '.

Interesse og prinsipp

Denne standarden ble utviklet på et tidspunkt da det var nødvendig å sikre kompatibilitet mellom svart-hvitt- TV- mottakere og fargemottakere.

Fargen som skapes ved sammenstillingen av tre typer fosfor rød (R), grønn ( engelsk  : grønn , G) og blå (B), er det nødvendig å overføre tre komponenter, tre signaler. Imidlertid inkluderer svart-hvitt bare en fargetone, gråtonen. De tre signalene som sendes er derfor ikke de tre RGB-komponentene, men skyggen av grå Y eller Y ', og forskjellen mellom denne skyggen og to andre komponenter.

Dermed vil en svart-hvitt mottaker bare behandle Y- eller Y'-komponenten, og fargemottakerne vil utlede de tre kromatiske komponentene ved enkel subtraksjon. Skjematisk overføres tre komponenter Y, U og V:

Y ≃ R + G + B U ≃ B - Y V ≃ R - Y

og når det gjelder en fargemottaker, trekker vi ut:

R ≃ Y + V G ≃ (–Y - U - V) / 2 B ≃ Y + U

I praksis har ikke fosforer samme effektivitet, så korrigerende koeffisienter blir brukt.

bruk

For TV

Dette fargekodings- og overføringssystemet for TV var nødvendig av flere grunner:

• Sikrer mer pålitelig fargegjengivelse. Selv om signalet Y ', selv om det er svart og hvitt, faktisk inneholder all informasjon for de tre fargene, og Cb og Cr er forskjeller sammenlignet med Y', gjør en feil subtraksjonsverdi mellom Y 'og Cr eller Cb (i tilfelle overføringsproblem) det lettere å korrigere skuddet.
• Tillat dobbel nedoverkompatibilitet, det vil si la en svart-hvitt-TV avkode et fargefjernsynssignal, eller rettere sagt å legge til fargeinformasjon til det svarte og hvite signalet uten at dette forstyrrer det gamle materialet, med ny informasjon plassert ved høyere frekvenser .
• Separat informasjon i svart og hvitt fra informasjon i farger for å redusere definisjonen av farge alene, mens du forblir under menneskelig visuell oppfatning (forhold mellom kjegler og stenger).

Y'CbCr-notasjonen refererer til transport av videokomponenten i digitalt format, i motsetning til Y'PbPr- eller Y'DbDr- notasjonen .

I informatikk

Y'CbCr-systemet brukes til JPEG- bilder . Denne fargemodellen gjør det mulig å redusere størrelsen på et bilde. Denne reduksjonen er basert på følgende observasjon: det menneskelige øye er mer følsomt for luminans enn for krominans. Det er derfor mulig å nedbryte kromene i et bilde mens du opprettholder god kvalitet.

Beregningsformler

R'G'B '/ Y'CbCr konvertering

For å beregne verdiene til Y'CbCr-komponentene i et bilde fra R'V'B ' (eller R'G'B') -komponentene (som varierer fra 0 til 255), brukes følgende formler:

Y′=0,299R′+0,587V′+0,114B′{\ displaystyle Y '= 0.299 \, R' + 0.587 \, V '+ 0.114 \, B'}

VSb=-0,1687R′-0,3313V′+0,5B′+128{\ displaystyle Cb = -0.1687 \, R'-0.3313 \, V '+ 0.5 \, B' + 128}

VSr=0,5R′-0,4187V′-0,0813B′+128{\ displaystyle Cr = 0.5 \, R'-0.4187 \, V'-0.0813 \, B '+ 128}

Å legge 128 til Cb og Cr gjør det mulig å oppnå byte hvis verdier varierer mellom 0 og 255. Den omvendte konverteringen gjøres som følger (verdiene oppnådd varierer fortsatt mellom 0 og 255):

R=Y′+1,402(VSr-128){\ displaystyle R = Y '+ 1402 (Cr-128)}

V=Y′-0,34414(VSb-128)-0,71414(VSr-128){\ displaystyle V = Y'-0.344 \, 14 (Cb-128) -0.714 \, 14 (Cr-128)}

B=Y′+1,772(VSb-128){\ displaystyle B = Y '+ 1772 (Cb-128)}

CCIR 601 standard

I CCIR 601-standarden for TV-videokomponenter varieres Y 'fra 16 til 235, og Cr og Cb fra 16 til 240. Konverteringsformlene er da (små variabler som varierer fra 0 til 1, p b og p r varierer fra -0,5 til 0,5, variablene i store bokstaver er byte mellom 0 og 255):

y′=0,299r′+0,587g′+0,114b′sb=-0,168736r′-0,331264g′+0,5b′sr=0,5r′-0,418688g′-0,081312b′{\ displaystyle {\ begin {align} y '& = 0.299 \, r' + 0.587 \, g '+ 0.114 \, b' \\ p_ {b} & = - 0.168 \, 736 \, r'-0.331 \ , 264 \, g '+ 0,5 \, b' \\ p_ {r} & = 0,5 \, r'-0,418 \, 688 \, g'-0,081 \, 312 \, b '\ end {justert}}}

Konverteringen til byte gjøres som følger:

Y′=16+(65,481r+128,553g+24,966b)VSB=128+(-37,797r-74,203g+112,0b)VSR=128+(112,0r-93,786g-18,214b){\ displaystyle {\ begin {align} Y '& = 16+ (65,481 \, r + 128,553 \, g + 24,966 \, b) \\ C_ {B} & = 128 + (- 37,797 \, r-74,203 \ , g + 112,0 \, b) \\ C_ {R} & = 128+ (112,0 \, r-93,786 \, g-18,214 \, b) \ end {aligned}}}

eller mer enkelt:

(Y′,VSB,VSR)=(16,128,128)+(219y′,224sb,224sr){\ displaystyle {\ begin {align} (Y ', \, C_ {B}, \, C_ {R}) & = (16, \, 128, \, 128) + (219 \, y', \, 224 \, p_ {b}, \, 224 \, p_ {r}) \\\ slutt {justert}}}

Se også

• Video
• Georges valensi
• Luminans
• Chrominance
• Jpeg
• Rgb
• YUV
• YIQ

Å lese

• Hemmelighetene til videobildet , Philippe Bellaïche, Éditions EY'rolles , 2004, ( ISBN  2-21211355-2 ) .
• Forstå digital video , Jean-Charles Fouché, Éditions Baie des Anges, 2007, ( ISBN  978-2-9524-3917-6 ) .

Merknader og referanser

1. JPEG-standard , s.  4
2. Standard for International Telecommunication Union , s.  80-90

<img src="https://fr.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1x1" alt="" title="" width="1" height="1" style="border: none; position: absolute;">