Luma (видео) - Luma (video)

В видео, яркость представляет яркость изображения («черно-белую» или ахроматическую часть изображения). Luma обычно сочетается с цветность. Luma представляет собой ахроматический изображение, а компоненты цветности представляют цвет Информация. Преобразование источников R′G′B ′ (например, вывод камера с тремя ПЗС-матрицами ) в яркость и цветность позволяет субдискретизация цветности: поскольку человеческое зрение имеет более тонкую пространственную чувствительность к различиям в яркости («черное и белое»), чем хроматические различия, видеосистемы могут хранить и передавать хроматическую информацию с более низким разрешением, оптимизируя воспринимаемые детали в определенной полосе пропускания.

Яркость в зависимости от относительной яркости

255, 147, 255255, 170, 170211, 211, 0
192, 192, 255200, 200, 200122, 244, 0
0, 235, 2350, 250, 1250, 255, 0
Значения RGB образцов цветов с той же относительной яркостью, что и самый светлый основной цвет (зеленый) с использованием исходного NTSC (1953) праймериз для '(гамма-коррекция ) = 2.2
255, 203, 255255, 208, 208227, 227,0
216, 216, 255219, 219, 219124, 248, 0
0, 244, 2440, 252, 1260, 255, 0
Значения RGB образцов цветов с той же относительной яркостью, что и самый светлый основной цвет (зеленый) с использованием BT. 709 праймериз для '(гамма-коррекция ) = 2.2

Яркость - это взвешенная сумма гамма-сжатых компонентов R′G′B ′ цветного видео - простые символы 'Обозначают гамма-компрессия. Это слово было предложено для предотвращения путаницы между яркостью, реализованной в видеоинженерии, и относительная яркость как используется в цветовой науке (т.е. как определено CIE ). Относительная яркость формируется как взвешенная сумма линейный Компоненты RGB, а не гамма-сжатые. 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

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, исходной NTSC основные цвета, SMPTE C или Рек. 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-компрессия.

Рек. 601 яркость по сравнению с Rec. 709 коэффициентов яркости

158, 0, 79165, 0, 0140, 70, 0
142, 0, 14295, 95, 95100, 100, 0
104, 0, 20858, 116, 0
0, 0, 2550, 119, 0
0,91,1820, 112, 1120, 118, 59
Значения RGB образцов цветов с той же относительной яркостью, что и самый темный основной цвет (синий) используя оригинал NTSC (1953) праймериз для гамма-коррекция равно 2,2.
152, 0, 76156, 0, 0122, 61, 0
137, 0, 13777, 77, 7780, 80, 0
102, 0, 20444, 88, 0
0, 0, 2550, 90, 0
0, 76, 1520, 86, 860, 90, 45
Значения RGB образцов цветов с той же относительной яркостью, что и самый темный основной цвет (синий) с помощью BT. 709 праймериз для гамма-коррекция равно 2,2.

Для цифровых форматов следующие CCIR 601 (т.е. большинство цифровых форматов стандартной четкости) яркость рассчитывается по следующей формуле:

Форматы следующие МСЭ-R Рекомендация BT. 709 используйте другую формулу:

Современное HDTV системы используют коэффициенты 709, в то время как переходные форматы 1035i HDTV 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 широкого использования субдискретизация цветности ошибки в 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 Цветные полосы SMPTE тестовый образец. Погрешность яркости можно увидеть как темную полосу, которая появляется в этой области.[5]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Чарльз Пойнтон, «YUV и яркость считаются вредными: призыв к точной терминологии в видео», PDF
  2. ^ Техническое руководство EG 28, «Аннотированный глоссарий основных терминов для электронного производства», SMPTE, 1993.
  3. ^ Чарльз А. Пойнтон, Цифровое видео и HDTV: алгоритмы и интерфейсы, Морган – Кауфманн, 2003. онлайн
  4. ^ Яркость, яркость и переход на DTV
  5. ^ Постоянная яркость