Luma (видео) - Luma (video)

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 ) в яркость и цветность позволяет выполнять субдискретизацию цветности : поскольку человеческое зрение имеет более тонкую пространственную чувствительность к различиям яркости («черный и белый»), чем хроматические различия, видеосистемы могут хранить и передавать хроматическую информацию с более низким разрешением, оптимизируя воспринимаемые детали при определенной полосе пропускания.

Яркость в зависимости от относительной яркости

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. SMPTE EG 28 рекомендует символ Y 'для обозначения яркости и символ Y для обозначения относительной яркости.

Использование относительной яркости

Хотя яркость встречается чаще, в видеотехнике иногда используется относительная яркость, когда речь идет о яркости монитора. Формула, используемая для вычисления 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

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 параметрам SMPTE RP 145 (также известным как «SMPTE C»), используемым во время создания стандарта.

Изменение коэффициентов яркости должно обеспечить «теоретически правильные» коэффициенты, которые отражают соответствующие стандартные цветности («цвета») основных цветов: красного, зеленого и синего. Однако есть некоторые разногласия по поводу этого решения. Разница в коэффициентах яркости требует, чтобы компонентные сигналы преобразовывались между Rec. 601 и Рек. 709, чтобы обеспечить точную цветопередачу. В бытовом оборудовании матрица, необходимая для выполнения этого преобразования, может быть опущена (для снижения стоимости), что приводит 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 как точной яркости, так 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 заниженная 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 . Ошибку в яркости можно увидеть как темную полосу, которая появляется в этой области.

Смотрите также

использованная литература