Luminantie (Y)
Zwart-wittelevisie kwam op de eerste plaats. Een zwart-wit afbeelding bevat alleen wit, zwart en grijstinten. Al deze waarden konden (en kunnen) alleen worden verkregen door een wisselende helderheid.
zuiver onvervalst zonlicht is wit (of tenminste Wit genoeg voor onze doeleinden). Als licht niet wordt gereflecteerd (een zwart lichaam), krijgen we Zwart. Door de intensiteit van het licht te variëren, krijgen we verschillende grijstinten. Vergeet niet, grijs is een perceptie van het menselijk brein.
in wetenschappelijke termen wordt de helderheid van het licht gemeten in termen van luminantie. Het woord ‘Luminantie’ wordt direct gedefinieerd door CIE in relatie tot de menselijke visie. Het wordt weergegeven door de letter Y voor zover het video betreft.
Luma (Y’)
zoals we in het hoofdstuk over Gamma hebben gezien, wordt de helderheid scheefgetrokken voor weergave, een proces dat we gamma-compressie noemen. In plaats van het Twisted Luminance te noemen, besloten ze video-gecodeerde Luminantie ‘Luma’ te noemen, vertegenwoordigd door Y’.
wanneer we spreken van de luminantiewaarden met betrekking tot video, hebben we het over Luma (Y’). Als een videosignaal uit een SDI-poort komt als 4: 2:2 of wat dan ook, dan is de juiste notatie Y ‘ CBCR. Zie je de Y met een apostrof? De luminantie is al ‘gammafied’, of is toegepast met een codering gamma.
uit dit hoofdstuk over RGB weten we dat als Y het kind van RGB is, Y’ van R’G’ B ‘ komt.
Chrominance (C)
Chrominance is de kleurinformatie in een signaal. Toen kleurentelevisie aankwam, in plaats van vanaf nul te beginnen, vonden ze een manier om het op Luma te plakken, zoals we hebben gezien in het verschil tussen CIE XYZ en xyY. Daaruit weten we dat de twee voorstellingen van kleur Cb en Cr worden genoemd.
dat betekent niet dat groen verwaarloosd wordt. Van RGB krijg je XYZ, en van XYZ leid je xyY af, wat leidt naar Y ‘ CBCR. Zo ziet het eruit.:
de top-most is de volledige RGB-afbeelding. Als het gesplitst moest worden in Y ‘BCR, zou Y’ de tweede zijn, Cb de derde en Cr de vierde. Ga er niet vanuit dat alleen omdat het een ‘b’ in Cb en een ‘r’ in Cr is, het blauw of rood betekent – net alsof je niet verwacht dat een man genaamd Mr.Red rood van kleur is.
Chroma sampling en sub-sampling
de naam van het spel is “bandbreedte verminderen”. Luminantie wordt Luma, de bitdiepte wordt teruggebracht tot 8, de kleurruimten (Rec. 709, PAL, NTSC) worden gereduceerd tot de helft of minder dan de helft van het bereik van het menselijk oog, gegevens worden gecomprimeerd met behulp van compressie-algoritmen, enzovoort. Kunnen we het nog verder comprimeren?
zeker weten. Vergelijkbaar met hoe staven en kegels werken in de hersenen, realiseerden ze zich dat ze konden splitsen kleuren in luminantie en chrominantie – dat klopt, ons oog vertoont zowel RGB en Y ‘ CBCR gedrag. Daarom werkt het!
door een ingewikkelde methode van vallen en opstaan, en veel testen, ontdekten ze dat ze eigenlijk de helft of zelfs driekwart van de kleurinformatie konden weggooien en de meeste mensen zouden het niet weten. Mensen consumeren ook elke dag kunstmatige smaakstoffen.
het werkt niet op de manier waarop gegevens worden gecomprimeerd, en om echt te begrijpen hoe het werkt, moet je leren wat sampling is. Wanneer alleen chrominance informatie (kleur) wordt gesampled uit analoge data (of digitale data), noemen we het Chroma Sampling.
wanneer het niet volledig wordt bemonsterd (zoals chips die niet de hele zak vullen) wordt het proces Chroma-subbemonstering genoemd.
het is een type compressie dat kan worden toegepast op het moment van opname in de camera, of later in de verwerking. Sub-sampling is wat er gebeurt als je geen 1:1 monster neemt, wat betekent dat je gegevens weggooit. Dat is het doel, om de bandbreedte te verminderen.
het meest gebruikte model is het Y ‘ CBCR-model. Kijk eens naar deze afbeelding:
uit de bovenstaande afbeelding kun je zien dat alle vier de kleurenvakken er hetzelfde uitzien, hoewel de linker-meest veel minder kleurinformatie heeft dan de rechter-meest.
Is Y ‘ BCR een kleurruimte?
Y ‘ CBCR is geen kleurruimte, noch is het strikt genomen een kleurmodel. Het is slechts een coderingssysteem. U zult merken dat veel mensen al deze termen verwarren en vragen stellen als “welke kleurruimte moet ik gebruiken, YUV, 444 of RGB”? Dat is hetzelfde als vragen welke koe ik moet voeren, degene die op een koe lijkt, degene die op een koe met hoorns lijkt, of dezelfde koe die ik vanuit een andere hoek bekijk?
gek? Maar dat gebeurt er als je je voorwaarden niet begrijpt.
voor hogedefinitietelevisie werkt het zo:
- RGB is het kleurmodel
- Rec. 709 is de kleurruimte
- Y ‘CBCR is het coderingssysteem voor luma en chroma
- de getallen in Y’ CBCR geven aan welke soort Luma en chroma sampling wordt gebruikt
- 4:2:0 en 4: 2: 2 hebben beide gelijke Luma-waarden, maar ongelijke chroma-waarden
- 3:1:1 en 4: 2: 2 hebben ongelijke Luma-en chroma-waarden
vergeet niet-kleurmodel, kleurruimte, kleurcodering – drie totaal verschillende dingen.