Chrominance

Cromatică sau croma , se referă la porțiunea de semnal video corespunzătoare informațiilor de culoare .

Semnalul video necesită informații de luminanță și două informații de crominanță pentru a reconstrui cele trei culori primare roșu, verde și albastru ( RGB ) ale afișajului color care utilizează principiul sintezei aditive . Această alegere a fost ghidată istoric de necesitatea asigurării compatibilității televizoarelor alb-negru atunci când s-au născut standardele NTSC , PAL , apoi SÉCAM și după ce a observat că viziunea umană are mai puțină sensibilitate la culoare decât la luminozitate.

Semnalul de luminanță Y este construit din cele trei elemente primare R , G și B preluate în funcție de coeficienți în funcție de standardul utilizat.

Semnalele de diferență albastră ( B - Y ) și diferența de roșu ( R - Y ) pot fi ponderate diferit în funcție de sistemele utilizate. Ele pot ocupa o lățime de bandă mai mică, deoarece sunt mai puțin importante decât luminozitatea asupra clarității subiective și fineții detaliilor imaginii afișate: acest lucru duce în multe cazuri la reducerea eșantionării crominanței semnalului video digital.

• În cazul unui semnal component (analogic), cele trei semnale sunt transmise pe canale diferite.

• În cazul unui semnal compozit (analogic), semnalele de crominanță sunt modulate cu un subpurtător, astfel încât să transmită semnalul pe un singur canal.

• În cazul semnalului digital, tipul de sub-eșantionare utilizat oferă informații cu privire la nivelul de precizie al crominanței în raport cu luminanța. De exemplu, 4: 2: 2 înseamnă că semnalele de crominanță (2) sunt eșantionate la jumătate din frecvența semnalului de luminanță (4).

Crominanța semnalului video poate fi analizată printr-un vectorscop  (ro) .

În toate cazurile, operațiunile care permit transmiterea semnalelor RGB captate către componentele YC B C R se efectuează după corecția gamma .

Rec. HDTV 709

Conform recomandării ITU-R BT 709, semnalele de luminanță (notat pentru comoditate) și diferența de culoare albastră și diferența de culoare roșie (notat și ) sunt generate de semnalele , și (semnalele RGB după corecția gamma , dar a observat R , G și B de comoditate) după cum urmează: EDa′{\ displaystyle E '_ {Y}}Da{\ displaystyle Y}EVSB′{\ displaystyle E '_ {C_ {B}}}EVSR′{\ displaystyle E '_ {C_ {R}}}VSR{\ displaystyle C_ {R}}VSB{\ displaystyle C_ {B}}ER′{\ displaystyle E '_ {R}}EG′{\ displaystyle E '_ {G}}EB′{\ displaystyle E '_ {B}}

Da=0,2126.R+0,7152.G+0,0722.B{\ displaystyle Y = 0,2126.R + 0,7152.G + 0,0722.B} ; VSB=0,5389.(B-Da){\ displaystyle C_ {B} = 0,5389. (BY)} ; VSR=0,6350.(R-Da){\ displaystyle C_ {R} = 0,6350. (RY)}.

Trecerea de la RGB la YC B C R poate fi reprezentată prin intermediul unei matrici, de unde și numele de matrice dat acestei operații:

(DaVSBVSR)=(+0,2126+0,7152+0,0722-0,1146-0,3854+0,5000+0,5000-0,4541-0,0458)×(RGB){\ displaystyle {\ 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}}}.

• În reprezentarea lor analogică, partea dedicată imaginii semnalelor normalizate (adică în afara semnalelor de sincronizare de linie și câmp) trebuie păstrată în intervalele de mai jos (tensiuni exprimate în volți).

R∈[0;0,7]G∈[0;0,7]B∈[0;0,7]{\ displaystyle R \ in \ left [0; 0.7 \ right] \ quad G \ in \ left [0; 0.7 \ right] \ quad B \ in \ left [0; 0.7 \ right]} Da∈[0;0,7]VSB∈[-0,35;0,35]VSR∈[-0,35;0,35]{\ displaystyle Y \ in \ left [0; 0.7 \ right] \ quad C_ {B} \ in \ left [-0.35; 0.35 \ right] \ quad C_ {R} \ in \ left [-0.35; 0.35 \ right ]}

• În reprezentarea lor digitală, pentru o codificare pe 8 biți, adică 256 de niveluri, primarele R , G , B și luminanța sunt codate pe nivelurile care se extind de la 16 la 235 în timp ce semnalele de crominanță sunt codificate pe nivelurile care se extind de la 16 la 240 cu un nivel acromatic pentru 128. Codificarea poate fi efectuată pe 10 biți. În 24, 25 sau 30 de imagini pe secundă, frecvențele de eșantionare recomandate de Rec. UIT-T. 709 sunt 74,25  MHz pentru semnalul de luminanță și 37,125  MHz pentru semnalele de crominanță, adică un sub-eșantionare de tip 4: 2: 2.

Rec. SDTV 601

Recomandarea UIT-R BT.601 oferă relațiile utile pentru matricea:

Da=0,299×R+0,587×G+0,114×B{\ displaystyle Y = 0,299 \ ori R + 0,587 \ ori G + 0,114 \ ori B} ; VSB=B-Da1,772{\ displaystyle C_ {B} = {\ frac {BY} {1,772}}} ; VSR=R-Da1,402{\ displaystyle C_ {R} = {\ frac {RY} {1,402}}}.

Trecerea de la RGB la YC B C R poate fi reprezentată prin intermediul matricei:

(DaVSBVSR)=(+0,2990+0,5870+0,1140-0,1687-0,3312+0,5000+0,5000-0,4187-0,0813)×(RGB){\ displaystyle {\ 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}}}.

Limitele semnalului sunt aceleași ca pentru Rec. UIT-T. 709. Frecvențele de eșantionare recomandate sunt 13,5  MHz pentru semnalul de luminanță și 6,75  MHz pentru semnalele de cromanță pentru un sub-eșantionare de tip 4: 2: 2.

PAL

Sistemul YUV este definit ca precedentele cu un raport diferit:

Da=0,299×R+0,587×G+0,114×B{\ displaystyle Y = 0,299 \ ori R + 0,587 \ ori G + 0,114 \ ori B} ; U=0,492111.(B-Da){\ displaystyle U = 0.492111. (BY)} ; V=0,877283.(R-Da){\ displaystyle V = 0.877283. (RY)}.(DaUV)=(+0,2990+0,5870+0,1140-0,1471-0,2889+0,4360+0,6150-0,5150-0,1000)×(RGB){\ displaystyle {\ begin {pmatrix} Y \\ U \\ V \ end {pmatrix}} = {\ begin {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}}}

Aceste relații se referă doar la semnale destinate a fi difuzate sub forma unui semnal compozit în standardul PAL.

NTSC

Sistemul YIQ este definit după cum urmează

(DaEuÎ)=(+0,2990+0,5870+0,1140+0,5959-0,2746-0,3213+0,2115-0,5227+0,3112)×(RGB){\ displaystyle {\ begin {pmatrix} Y \\ I \\ Q \ end {pmatrix}} = {\ begin {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}}}.

Aceste relații se referă doar la semnale destinate a fi difuzate sub forma unui semnal compozit către standardul NTSC.

Note și referințe

1. Philippe Bellaïche 2006 , p.  201
2. Philippe Bellaïche 2006 , p.  226
3. Charles Poyton 2003 , p.  87
4. UIT-R BT.709-5  : Valorile parametrilor standardelor HDTV pentru producție și schimb internațional de programe , aprilie 2002.
5. ITU-R BT.601-7  : Setări de codare a studioului TV digital pentru formatele de imagine standard 4: 3 (normalizate) și 16: 9 (ecran lat)
6. Charles Poyton 2003 , p.  336-337
7. Charles Poyton 2003 , p.  367

Anexe

Articole similare

• standarde / standarde SECAM , PAL , NTSC
• Televiziunea digitală terestră
• Luminozitate
• Subesantionarea crominantei

Bibliografie

• Philippe Bellaïche , Secretele imaginii video: colorimetrie, iluminare, optică, cameră, semnal video, compresie digitală, formate de înregistrare , Paris, Eyrolles,2006, Ed. A 6- a  . , 453  p. ( ISBN  2-212-11783-3 )

• (ro) Charles Poynton , Digital Video and HD: Algorithms and Interfaces , Amsterdam / Boston / London etc., Elsevier,2003, 1 st  ed. , 692  p. ( ISBN  1-55860-792-7 , citit online ) , p.  367

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