В видео , яркость представляет яркость в изображении ( «черная-белая» или ахроматическая часть изображения). Яркость обычно сочетается с цветностью . Яркость представляет ахроматическое изображение, а компоненты цветности представляют информацию о цвете . Преобразование источников R′G′B ′ (таких как выход камеры с тремя ПЗС-матрицами ) в яркость и цветность позволяет выполнять субдискретизацию цветности : поскольку человеческое зрение имеет более тонкую пространственную чувствительность к различиям яркости («черное и белое»), чем хроматические различия видеосистемы могут хранить и передавать хроматическую информацию с более низким разрешением, оптимизируя воспринимаемые детали при определенной полосе пропускания.
Яркость в сравнении с относительной яркостью [ править ]
| 255, 147, 255 | 255, 170, 170 | 211, 211, 0 | |
| 192, 192, 255 | 200, 200, 200 | 122, 244, 0 | |
| 0, 235, 235 | 0, 250, 125 | 0, 255, 0 | |
| Значения RGB образцов цветов с той же относительной яркостью, что и самый светлый основной цвет (зеленый), с использованием исходных основных цветов NTSC (1953) для '( гамма-коррекция ) = 2,2 | |||
| 255, 203, 255 | 255, 208, 208 | 227, 227,0 | |
| 216, 216, 255 | 219, 219, 219 | 124, 248, 0 | |
| 0, 244, 244 | 0, 252, 126 | 0, 255, 0 | |
| Значения RGB образцов цветов с той же относительной яркостью, что и самый светлый основной цвет (зеленый) с использованием BT. 709 основных цветов для '( гамма-коррекция ) = 2,2 | |||
Яркость - это взвешенная сумма гамма-сжатых R'G'B 'компонентов цветного видео - простые символы ' обозначают гамма-сжатие . Это слово было предложено для предотвращения путаницы между яркостью, реализованной в видеоинженерии, и относительной яркостью, используемой в науке о цвете (то есть, как определено CIE ). Относительная яркость формируется как взвешенная сумма линейных компонентов RGB, а не гамма-сжатых. Даже в этом случае яркость иногда ошибочно называют яркостью. [1] SMPTE EG 28 рекомендует символ Y 'для обозначения яркости и символ Y для обозначения относительной яркости. [2]
Использование относительной яркости [ править ]
Хотя яркость встречается чаще, относительная яркость иногда используется в видеотехнике, когда речь идет о яркости монитора. Формула, используемая для расчета относительной яркости, использует коэффициенты, основанные на функциях согласования цветов CIE и соответствующих стандартных цветностях красного, зеленого и синего (например, исходных основных цветов NTSC , SMPTE C или Rec. 709 ). Для Rec. 709 (и sRGB), линейная комбинация, основанная на чисто колориметрических соображениях и определении относительной яркости:
Формула, используемая для расчета яркости в Rec. 709 spec также произвольно использует те же коэффициенты, но с гамма-сжатыми компонентами:
где штрих означает гамма-сжатие .
Рек. 601 яркость по сравнению с Rec. 709 коэффициентов яркости [ править ]
| 158, 0, 79 | 165, 0, 0 | 140, 70, 0 | |
| 142, 0, 142 | 95, 95, 95 | 100, 100, 0 | |
| 104, 0, 208 | 58, 116, 0 | ||
| 0, 0, 255 | 0, 119, 0 | ||
| 0,91,182 | 0, 112, 112 | 0, 118, 59 | |
| Значения RGB образцов цветов с той же относительной яркостью, что и самый темный основной цвет (синий), с использованием исходных основных цветов NTSC (1953) для гамма-коррекции, равных 2,2. | |||
| 152, 0, 76 | 156, 0, 0 | 122, 61, 0 | |
| 137, 0, 137 | 77, 77, 77 | 80, 80, 0 | |
| 102, 0, 204 | 44, 88, 0 | ||
| 0, 0, 255 | 0, 90, 0 | ||
| 0, 76, 152 | 0, 86, 86 | 0, 90, 45 | |
| Значения RGB образцов цветов с той же относительной яркостью, что и самый темный основной цвет (синий) с использованием BT. 709 основных цветов для гамма-коррекции, равной 2,2. | |||
Для цифровых форматов, соответствующих CCIR 601 (то есть большинства цифровых форматов стандартной четкости), яркость рассчитывается по следующей формуле:
Форматы следующего МСЭ-R Рекомендации BT. 709 используют другую формулу:
Современные системы HDTV используют коэффициенты 709, в то время как переходные форматы HDTV 1035i могут использовать коэффициенты SMPTE 240M:
Эти коэффициенты соответствуют основным цветам SMPTE RP 145 (также известным как «SMPTE C»), которые использовались во время создания стандарта. [3]
Изменение коэффициентов яркости должно обеспечить «теоретически правильные» коэффициенты, которые отражают соответствующие стандартные цветности («цвета») основных цветов - красного, зеленого и синего. Тем не менее, есть некоторые разногласия по поводу этого решения. [4] Разница в коэффициентах яркости требует, чтобы компонентные сигналы преобразовывались между Rec. 601 и Рек. 709 для получения точных цветов. В бытовом оборудовании матрица, необходимая для выполнения этого преобразования, может быть опущена (для снижения стоимости), что приведет к неточному цвету.
Кроме того, Rec. 709 коэффициентов яркости не обязательно могут обеспечивать лучшую производительность. Из-за разницы между яркостью и относительной яркостью яркость не совсем точно отражает яркость изображения. В результате ошибки цветности могут повлиять на яркость. Сама по себе яркость не совсем точно отражает яркость; точная яркость требует точной яркости и цветности. Следовательно, ошибки в цветности "просачиваются" в яркость изображения.
Из-за широко распространенного использования субдискретизации сигнала цветности ошибки цветности обычно возникают при понижении разрешения / полосы пропускания. Эта пониженная полоса пропускания в сочетании с высокочастотными компонентами цветности может вызвать видимые ошибки яркости. Примером высокочастотного компонента цветности может быть линия между зеленой и пурпурной полосами тестового шаблона цветных полос SMPTE . Погрешность яркости можно увидеть как темную полосу, которая появляется в этой области. [5]
См. Также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Чарльз Пойнтон, "YUV и яркость считаются вредными: призыв к точной терминологии в видео", PDF
- ^ Инженерное руководство EG 28, «Аннотированный глоссарий основных терминов для электронного производства», SMPTE, 1993.
- ^ Чарльз А. Пойнтон, Цифровое видео и HDTV: алгоритмы и интерфейсы , Морган-Кауфманн, 2003. онлайн
- ^ Яркость, яркость и переход на DTV
- ^ Постоянная яркость
