YIQ

Цветовое пространство YIQ при Y = 0,5. Обратите внимание, что координаты цветности I и Q масштабируются до 1,0. См. Формулы ниже в статье, чтобы получить правильные границы.

Изображение вместе с его компонентами Y, I и Q.

YIQ - это цветовое пространство, используемое системой цветного телевидения NTSC , в основном в Северной и Центральной Америке и Японии . I обозначает синфазный сигнал , а Q обозначает квадратурную , относящуюся к компонентам, используемым в квадратурной амплитудной модуляции . Некоторые формы NTSC теперь используют цветовое пространство YUV , которое также используется другими системами, такими как PAL .

Компонент Y представляет информацию о яркости и является единственным компонентом, используемым черно-белыми телевизионными приемниками. I и Q представляют информацию о цветности . В YUV компоненты U и V можно рассматривать как координаты X и Y в цветовом пространстве. I и Q можно рассматривать как вторую пару осей на том же графике, повернутых на 33 °; поэтому IQ и UV представляют разные системы координат на одной плоскости.

Система YIQ предназначена для использования характеристик цветового отклика человека. Глаз более чувствителен к изменениям в оранжево-синем (I) диапазоне, чем в пурпурно-зеленом диапазоне (Q), поэтому для Q требуется меньшая полоса пропускания, чем для I. Вещание NTSC ограничивает I до 1,3 МГц и Q до 0,4 МГц. . I и Q перемежаются по частоте в сигнал Y 4 МГц, что позволяет снизить полосу пропускания всего сигнала до 4,2 МГц. В системах YUV, поскольку U и V оба содержат информацию в оранжево-синем диапазоне, обоим компонентам должна быть предоставлена ​​такая же ширина полосы пропускания, как и у I, чтобы достичь аналогичной точности цветопередачи.

Очень немногие телевизоры выполняют истинное I- и Q-декодирование из-за высокой стоимости такой реализации. По сравнению с более дешевым декодированием RY и BY, которое требует только одного фильтра, для каждого I и Q требуется другой фильтр для удовлетворения различий в полосе пропускания между I и Q. Эти различия в полосе пропускания также требуют, чтобы фильтр 'I' включал временную задержку, чтобы соответствовать более длительная задержка фильтра «Q». Модульное цифровое радио (MDR) Rockwell было одним набором декодирования I и Q, который в 1997 году мог работать в покадровом режиме с ПК или в реальном времени с процессором Fast IQ (FIQP). Некоторые домашние ТВ-приемники RCA " Colortrak ", выпущенные примерно в 1985 году, не только использовали I / Q-декодирование, но и рекламировали его преимущества вместе с гребенчатой ​​фильтрацией.преимущества полной «100-процентной обработки» для получения большего количества исходного цветного изображения. Ранее более чем одна марка цветных телевизоров (RCA, Arvin) использовала I / Q-декодирование в 1954 или 1955 модельном году на моделях с экранами размером около 13 дюймов (по диагонали). В оригинальном проекционном телевизоре Адвента использовалось I / Q-декодирование. Примерно в 1990 году по крайней мере один производитель (Ikegami) профессиональных студийных мониторов рекламировал I / Q-декодирование.

Обработка изображений [ править ]

Представление YIQ иногда используется в преобразованиях обработки цветных изображений . Например, применение выравнивания гистограммы непосредственно к каналам в изображении RGB изменит цветовой баланс изображения. Вместо этого выравнивание гистограммы применяется к каналу Y представления изображения YIQ или YUV, который только нормализует уровни яркости изображения.

Формулы [ править ]

Эти формулы аппроксимируют преобразование между цветовым пространством RGB и YIQ для версии NTSC, отличной от FCC. ^{[1] [2]}

Предварительные условия [ править ]

Следующие формулы предполагают:

${\ Displaystyle R, G, B, Y \ in \ left [0,1 \ right], \ quad I \ in \ left [-0,5957,0,5957 \ right], \ quad Q \ in \ left [-0,5226,0,5226 \верно]}$

От RGB к YIQ [ править ]

${\displaystyle {\begin{bmatrix}Y\\I\\Q\end{bmatrix}}\approx {\begin{bmatrix}0.299&0.587&0.114\\0.5959&-0.2746&-0.3213\\0.2115&-0.5227&0.3112\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}R\\G\\B\end{bmatrix}}}$ ^[3]

От YIQ к RGB [ править ]

${\displaystyle {\begin{bmatrix}R\\G\\B\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}1&0.956&0.619\\1&-0.272&-0.647\\1&-1.106&1.703\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}Y\\I\\Q\end{bmatrix}}}$

Обратите внимание, что верхняя строка идентична строке цветового пространства YUV.

• ${\displaystyle {\begin{bmatrix}R\\G\\B\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}1\\1\\1\end{bmatrix}}\implies {\begin{bmatrix}Y\\I\\Q\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}1\\0\\0\end{bmatrix}}}$

Стандарт FCC NTSC [ править ]

Стандарт NTSC, содержащийся в правилах FCC для эфирного аналогового цветного телевещания, использует несколько иную матрицу: ^[4]

${\displaystyle \left\{{\begin{array}{ccl}E_{Q}^{\prime }&=&0.41(E_{B}^{\prime }-E_{Y}^{\prime })+0.48(E_{R}^{\prime }-E_{Y}^{\prime })\\E_{I}^{\prime }&=&-0.27(E_{B}^{\prime }-E_{Y}^{\prime })+0.74(E_{R}^{\prime }-E_{Y}^{\prime })\\E_{Y}^{\prime }&=&0.30E_{R}^{\prime }+0.59E_{G}^{\prime }+0.11E_{B}^{\prime }\end{array}}\right.}$

в матричной записи эта система уравнений записывается как:

${\displaystyle {\begin{bmatrix}E_{Y}^{\prime }\\E_{I}^{\prime }\\E_{Q}^{\prime }\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}0.30&0.59&0.11\\0.599&-0.2773&-0.3217\\0.213&-0.5251&0.3121\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}E_{R}^{\prime }\\E_{G}^{\prime }\\E_{B}^{\prime }\end{bmatrix}}}$

Где:

• ${\displaystyle E_{Y}^{\prime }}$напряжение яркости с гамма-коррекцией .
• ${\displaystyle E_{R}^{\prime }}$, и - напряжения с гамма-коррекцией, соответствующие красному, зеленому и синему сигналам.${\displaystyle E_{G}^{\prime }}$${\displaystyle E_{B}^{\prime }}$
• ${\displaystyle E_{I}^{\prime }}$и - амплитуды ортогональных составляющих сигнала цветности.${\displaystyle E_{Q}^{\prime }}$

Чтобы преобразовать из FCC YIQ в RGB:

${\displaystyle E_{R}^{\prime }=E_{Y}^{\prime }+0.9469E_{I}^{\prime }+0.6236E_{Q}^{\prime }}$

${\displaystyle E_{G}^{\prime }=E_{Y}^{\prime }-0.2748E_{I}^{\prime }-0.6357E_{Q}^{\prime }}$

${\displaystyle E_{B}^{\prime }=E_{Y}^{\prime }-1.1E_{I}^{\prime }+1.7E_{Q}^{\prime }}$

Поэтапный отказ [ править ]

Для вещания в США он в настоящее время используется только для маломощных телевизионных станций, поскольку 12 июня 2009 года Федеральная комиссия по связи (FCC) прекратила аналоговую передачу на полную мощность. показано в этом отрывке из действующих правил и положений FCC, часть 73 «Стандарт телевизионной передачи»:

Эквивалентная полоса пропускания, присвоенная до модуляции цветоразностным сигналам EQ 'и EI ', следующая:

Полоса пропускания Q-канала: на 400 кГц меньше 2 дБ. На 500 кГц меньше 6 дБ. На 600 кГц минимум на 6 дБ ниже.

Полоса пропускания I-канала: на 1,3 МГц меньше 2 дБ.

На 3,6 МГц минимум на 20 дБ ниже.

Ссылки [ править ]

Дальнейшее чтение [ править ]

• Бухсбаум, Вальтер Х. Обслуживание цветного телевидения, третье издание . Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1975. ISBN 0-13-152397-X