Crominancia

La crominancia , o croma , se refiere a la porción de la señal de video correspondiente a la información de color .

La señal de vídeo requiere información de luminancia y dos de crominancia para reconstruir los tres colores primarios rojo, verde y azul ( RGB ) de la pantalla a color que utiliza el principio de síntesis aditiva . Esta elección estuvo históricamente guiada por la necesidad de asegurar la compatibilidad de los televisores en blanco y negro cuando nacieron los estándares NTSC , PAL y luego SÉCAM , y luego de observar que la visión humana tiene menos sensibilidad al color que al brillo.

La señal de luminancia Y se construye a partir de los tres primarios R , G y B recogidos según coeficientes según el estándar utilizado.

Las señales de crominancia de diferencia de azul ( B - Y ) y de diferencia de rojo ( R - Y ) pueden ponderarse de manera diferente según los sistemas utilizados. Pueden ocupar menos ancho de banda porque son menos importantes que la luminancia en la nitidez subjetiva y la finura de los detalles de la imagen mostrada: esto conduce en muchos casos a una disminución de la crominancia de la señal de vídeo digital.

• En el caso de una señal de componente (analógica), las tres señales se transmiten en diferentes canales.

• En el caso de una señal compuesta (analógica), las señales de crominancia se modulan con una subportadora para transmitir la señal en un solo canal.

• En el caso de la señal digital, el tipo de submuestreo utilizado proporciona información sobre el nivel de precisión de la crominancia en relación con la luminancia. Por ejemplo, 4: 2: 2 significa que las señales de crominancia (2) se muestrean a la mitad de la frecuencia de la señal de luminancia (4).

La crominancia de la señal de vídeo se puede analizar con un vectorscopio  (en) .

En todos los casos, las operaciones que permiten pasar las señales RGB captadas a los componentes YC B C R se realizan después de la corrección gamma .

HDTV Rec. 709

De acuerdo con la recomendación ITU-R BT 709, las señales de luminancia (indicadas por conveniencia) y la diferencia de azul y la diferencia de rojo (señaladas y ) se generan a partir de las señales , y (señales RGB después de la corrección de gamma pero señaladas como R , G y B por conveniencia) como sigue: miY′{\ displaystyle E '_ {Y}}Y{\ Displaystyle Y}miVSB′{\ Displaystyle E '_ {C_ {B}}}miVSR′{\ displaystyle E '_ {C_ {R}}}VSR{\ Displaystyle C_ {R}}VSB{\ Displaystyle C_ {B}}miR′{\ Displaystyle E '_ {R}}miGRAMO′{\ Displaystyle E '_ {G}}miB′{\ Displaystyle E '_ {B}}

Y=0,2126.R+0,7152.GRAMO+0,0722.B{\ Displaystyle Y = 0.2126.R + 0.7152.G + 0.0722.B} ; VSB=0,5389.(B-Y){\ displaystyle C_ {B} = 0.5389. (BY)} ; VSR=0,6350.(R-Y){\ displaystyle C_ {R} = 0,6350. (RY)}.

La transición de RGB a YC B C R se puede representar mediante una matriz, de ahí el nombre de matrices que se le da a esta operación:

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

• En su representación analógica, la parte dedicada a la imagen de las señales normalizadas (es decir, fuera de las señales de sincronización de línea y campo) debe mantenerse dentro de los intervalos siguientes (tensiones expresadas en voltios).

R∈[0;0,7]GRAMO∈[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]} Y∈[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 ]}

• En su representación digital, para una codificación de 8 bits, es decir, 256 niveles, las primarias R , G , B y la luminancia se codifican en los niveles que se extienden de 16 a 235, mientras que las señales de crominancia se codifican en los niveles que se extienden de 16 a 240. con un nivel acromático para 128. La codificación se puede realizar en 10 bits. En 24, 25 o 30 imágenes por segundo, las frecuencias de muestreo recomendadas por la Rec. UIT-T. 709 son 74,25  MHz para la señal de luminancia y 37,125  MHz para las señales de crominancia, es decir, un submuestreo de tipo 4: 2: 2.

SDTV Rec. 601

La Recomendación UIT-R BT.601 proporciona las relaciones útiles para la creación de matrices:

Y=0,299×R+0,587×GRAMO+0,114×B{\ Displaystyle Y = 0.299 \ times R + 0.587 \ times G + 0.114 \ times B} ; VSB=B-Y1,772{\ Displaystyle C_ {B} = {\ frac {BY} {1,772}}} ; VSR=R-Y1,402{\ displaystyle C_ {R} = {\ frac {RY} {1,402}}}.

La transición de RGB a YC B C R se puede representar mediante la matriz:

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

Los límites de la señal son los mismos que para la Rec. UIT-T. 709. Las frecuencias de muestreo recomendadas son 13,5  MHz para la señal de luminancia y 6,75  MHz para las señales de crominancia para un submuestreo de tipo 4: 2: 2.

CAMARADA

El sistema YUV se define como los anteriores con diferente ratio:

Y=0,299×R+0,587×GRAMO+0,114×B{\ Displaystyle Y = 0.299 \ times R + 0.587 \ times G + 0.114 \ times B} ; U=0,492111.(B-Y){\ Displaystyle U = 0.492111. (BY)} ; V=0,877283.(R-Y){\ displaystyle V = 0,877283. (RY)}.(YUV)=(+0,2990+0,5870+0,1140-0,1471-0,2889+0,4360+0,6150-0,5150-0,1000)×(RGRAMOB){\ 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}}}

Estas relaciones solo se refieren a señales destinadas a ser transmitidas en forma de señal compuesta en el estándar PAL.

NTSC

El sistema YIQ se define de la siguiente manera

(YIQ)=(+0,2990+0,5870+0,1140+0,5959-0,2746-0,3213+0,2115-0,5227+0,3112)×(RGRAMOB){\ 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}}}.

Estas relaciones solo se refieren a señales destinadas a ser transmitidas en forma de señal compuesta según el estándar NTSC.

Notas y referencias

1. Philippe Bellaïche , 2006 , p.  201
2. Philippe Bellaïche , 2006 , p.  226
3. Charles Poyton , 2003 , p.  87
4. UIT-R BT.709-5  : Valores de los parámetros de los estándares de HDTV para la producción y el intercambio de programas internacionales , abril de 2002.
5. ITU-R BT.601-7  : Configuración de codificación de estudio de TV digital para formatos de imagen estándar 4: 3 (normalizado) y 16: 9 (pantalla ancha)
6. Charles Poyton , 2003 , p.  336-337
7. Charles Poyton , 2003 , p.  367

Apéndices

Artículos relacionados

• estándares / estándares SECAM , PAL , NTSC
• Televisión digital terrestre
• Luminancia
• Submuestreo de crominancia

Bibliografía

• Philippe Bellaïche , Secretos de la imagen de vídeo: colorimetría, iluminación, óptica, cámara, señal de vídeo, compresión digital, formatos de grabación , París, Eyrolles,2006, 6 ª  ed. , 453  p. ( ISBN  2-212-11783-3 )

• (en) Charles Poynton , Vídeo digital y HD: algoritmos e interfaces , Amsterdam / Boston / Londres, etc., Elsevier,2003, 1 st  ed. , 692  p. ( ISBN  1-55860-792-7 , leer en línea ) , pág.  367

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