YIQ - YIQ

Przestrzeń kolorów YIQ przy Y=0,5. Zauważ, że współrzędne chromatyczne I i Q są skalowane do 1.0. Zobacz poniższe formuły w artykule, aby uzyskać właściwe granice.

Obraz wraz z jego komponentami Y, I i Q.

YIQ to przestrzeń kolorów używana przez system telewizji kolorowej NTSC , stosowany głównie w Ameryce Północnej i Środkowej oraz Japonii . I oznacza w fazie , podczas gdy Q oznacza kwadraturę , odnosząc się do elementów stosowanych w kwadraturowej modulacji amplitudy . Niektóre formy NTSC używają teraz przestrzeni kolorów YUV , która jest również używana przez inne systemy, takie jak PAL .

Składnik Y reprezentuje informacje o jasności i jest jedynym składnikiem używanym przez czarno-białe odbiorniki telewizyjne. I i Q reprezentują informacje o chrominancji . W YUV komponenty U i V można traktować jako współrzędne X i Y w przestrzeni kolorów. I i Q można traktować jako drugą parę osi na tym samym wykresie, obróconą o 33°; dlatego IQ i UV reprezentują różne układy współrzędnych na tej samej płaszczyźnie.

System YIQ ma na celu wykorzystanie cech ludzkich reakcji barwnych. Oko jest bardziej wrażliwe na zmiany w zakresie pomarańczowo-niebieskim (I) niż w zakresie fioletowo-zielonym (Q) — dlatego dla Q wymagana jest mniejsza przepustowość niż dla I. Transmisja NTSC ogranicza I do 1,3 MHz, a Q do 0,4 MHz . I i Q są przeplatane częstotliwościowo w sygnale Y 4 MHz, co utrzymuje szerokość pasma całego sygnału na poziomie 4,2 MHz. W systemach YUV, ponieważ zarówno U, jak i V, zawierają informacje w zakresie pomarańczowo-niebieskim, oba składniki muszą mieć taką samą szerokość pasma jak I, aby osiągnąć podobną wierność kolorów.

Bardzo niewiele telewizorów wykonuje prawdziwe dekodowanie I i Q ze względu na wysokie koszty takiej implementacji. W porównaniu z tańszym dekodowaniem RY i BY, które wymaga tylko jednego filtra, I i Q wymagają innego filtra, aby zaspokoić różnice w przepustowości między I i Q. Te różnice w przepustowości wymagają również, aby filtr „I” zawierał opóźnienie czasowe, aby dopasować dłuższe opóźnienie filtra 'Q'. Rockwell Modular Digital Radio (MDR) był jednym zestawem dekodującym I i Q, który w 1997 roku mógł działać w trybie klatka po czasie z komputerem PC lub w czasie rzeczywistym z szybkim procesorem IQ (FIQP). Niektóre odbiorniki telewizyjne RCA „ Colortrak ” wyprodukowane około 1985 roku nie tylko wykorzystywały dekodowanie I/Q, ale także reklamowały jego zalety wraz z zaletami filtrowania grzebieniowego jako pełne „100-procentowe przetwarzanie”, aby zapewnić więcej oryginalnej zawartości kolorowego obrazu. Wcześniej więcej niż jedna marka telewizorów kolorowych (RCA, Arvin) używała dekodowania I/Q w roku modelowym 1954 lub 1955 w modelach z ekranami o przekątnej około 13 cali (po przekątnej). Oryginalny telewizor projekcyjny Advent wykorzystywał dekodowanie I/Q. Około 1990 roku co najmniej jeden producent (Ikegami) profesjonalnych monitorów studyjnych reklamował dekodowanie I/Q.

Przetwarzanie obrazu

Reprezentacja YIQ jest czasami wykorzystywana w transformacji przetwarzania obrazu kolorowego . Na przykład zastosowanie wyrównania histogramu bezpośrednio do kanałów w obrazie RGB zmieni balans kolorów obrazu. Zamiast tego, wyrównanie histogramu jest stosowane do kanału Y reprezentacji obrazu YIQ lub YUV, co tylko normalizuje poziomy jasności obrazu.

Formuły

Te formuły przybliżają konwersję między przestrzenią kolorów NTSC (1953) RGB i YIQ dla wersji NTSC innej niż FCC.

Warunki wstępne

Poniższe formuły zakładają:

${\ Displaystyle R, G, B, Y \ w \ lewo [0, 1 \ po prawej], \ quad I \ w \ lewo [-0,5226, 0,5226 \ po prawej], \ quad Q \ w \ lewo [-0,5957, 0,5957 \Prawidłowy]}$

Od RGB do YIQ

${\ Displaystyle {\ zacząć {bmatrix} Y \ \ I \ \ Q \ koniec {bmatrix}} \ około {\ zacząć {bmatrix} 0,299 i 0,587 i 0,114 \\ 0,5959 i -0,2746 i -0,3213 \\ 0,2115 i- 0.5227&0.3112\koniec{bmatrycy}}{\begin{bmatrycy}R\\G\\B\end{bmatrycy}}}$

Od YIQ do RGB

${\ Displaystyle {\ zacząć {bmatrix} R \\ G \\ B \ koniec {bmatrix}} = {\ zacząć {bmatrix} 1 i 0,956 i 0,619 \ \ 1 i -0,272 i -0,647 \ \ 1 i -1,106 i 1,703 \end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}Y\\I\\Q\end{bmatrix}}}$

Zauważ, że górny rząd jest identyczny z przestrzenią kolorów YUV

• ${\ Displaystyle {\ zacząć {bmatrix} R \ \ G \ \ B \ koniec {bmatrix}} = {\ zacząć {bmatrix} 1 \ \ 1 \ \ 1 \ koniec {bmatrix}} \ sugeruje {\ zacząć {bmatrix} Y\\I\\Q\end{bmatryca}}={\begin{bmatryca}1\\0\\0\end{bmatryca}}}$

Standard FCC NTSC

Standard NTSC zawarty w przepisach FCC dotyczących nadawania naziemnej telewizji kolorowej analogowej wykorzystuje nieco inną matrycę:

${\ Displaystyle \ lewo \ {{\ zacząć {tablica} {ccl} E_ {Q} ^ {\ prime} i = i 0,41 (E_ {B} ^ {\ prime}-E_ {Y} ^ {\ prime} )+0,48(E_{R}^{\prime }-E_{Y}^{\prime })\\E_{I}^{\prime }&=&-0,27(E_{B}^{\prime } -E_{Y}^{\prime })+0,74(E_{R}^{\prime }-E_{Y}^{\prime })\\E_{Y}^{\prime }&=&0,30E_ {R}^{\prime }+0,59E_{G}^{\prime }+0,11E_{B}^{\prime }\end{array}}\right.}$

w notacji macierzowej układ równań zapisany jest jako:

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

Gdzie:

• ${\ Displaystyle E_ {Y} ^ {\ prime}}$jest napięciem lumy skorygowanym względem gamma .
• ${\ Displaystyle E_ {R} ^ {\ prime}}$, i są napięciami skorygowanymi względem gamma, odpowiadającymi sygnałom czerwonym, zielonym i niebieskim.${\ Displaystyle E_ {G} ^ {\ prime}}$${\ Displaystyle E_ {B} ^ {\ prime}}$
• ${\ Displaystyle E_ {I} ^ {\ prime}}$i są amplitudami składowych ortogonalnych sygnału chrominancji.${\ Displaystyle E_ {Q} ^ {\ prime}}$

Aby przekonwertować z FCC YIQ na RGB:

${\ Displaystyle E_ {R} ^ {\ Prime} = E_ {Y} ^ {\ Prime} + 0.9469E_ {I} ^ {\ Prime} + 0.6236E_ {Q} ^ {\ Prime}}$

${\ Displaystyle E_ {G} ^ {\ Prime} = E_ {Y} ^ {\ Prime} -0,2748E_ ​​{I} ^ {\ Prime} -0,6357E_ {Q} ^ {\ Prime}}$

${\ Displaystyle E_ {B} ^ {\ Prime} = E_ {Y} ^ {\ Prime} -1,1 E_ {I} ^ {\ Prime} + 1,7E_ {Q} ^ {\ Prime}}$

Wycofywanie

W przypadku nadawania w Stanach Zjednoczonych jest on obecnie używany tylko dla stacji telewizyjnych o małej mocy , ponieważ transmisja analogowa o pełnej mocy została zakończona przez Federalną Komisję Łączności (FCC) w dniu 12 czerwca 2009 roku. przedstawione w tym fragmencie aktualnych przepisów FCC część 73 „Standard transmisji telewizyjnej”:

Równoważna szerokość pasma przypisana przed modulacją do sygnałów różnicy kolorów EQ ′ i EI ′ jest następująca:

Szerokość pasma kanału Q: przy 400 kHz mniej niż 2 dB w dół. Przy 500 kHz mniej niż 6 dB w dół. Przy 600 kHz co najmniej 6 dB w dół.

Szerokość pasma kanału I: przy 1,3 MHz mniej niż 2 dB w dół.

Przy 3,6 MHz co najmniej 20 dB w dół.

Bibliografia

Dalsza lektura

• Buchsbaum, Walter H. Obsługa telewizji kolorowej, wydanie trzecie . Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1975. ISBN  0-13-152397-X