YIQ

редактировать

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 Система цветного телевидения NTSC, используемая 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 яркости и является Единственный компонент, используемый в приемниках черно-белого телевидения. I и Q представляют информацию 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 (Q), поэтому для Q требуется меньшая полоса, чем для I. Широковещательная передача NTSC ограничивает I до 1,3. МГц и Q до 0,4 МГц. I и Q перемежаются по частоте в сигнал Y 4 МГц, который сохраняет 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 одинаковой точности цветопередачи.

Очень немногие телевизоры выполняют истинное декодирование I и Q 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 ", изготовленные примерно в 1985 году, не только использовали I / Q-декодирование, но также рекламировали его преимущества вместе с преимуществами гребенчатой фильтрации как полной "100-процентной обработки" для доставить больше оригинального 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 Advent использовалось I / Q-декодирование. Примерно в 1990 году по крайней мере один производитель (Ikegami) профессиональных студийных мониторов рекламировал I / Q-декодирование.

Содержание

1 Обработка изображения
2 Формулы
- 2.1 Предварительные условия
- 2.2 От RGB к YIQ
- 2.3 От YIQ к RGB
- 2.4 Стандарт FCC NTSC
3-фазный отказ
4 Ссылки
5 Дополнительная литература

Обработка изображений

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

Формулы

Эти формулы аппроксимируют преобразование между цветовым пространством RGB и YIQ для версии NTSC, отличной от FCC.

Предварительные условия

В следующих формулах предполагается:

R, G, B, Y ∈ [0, 1], I ∈ [- 0,5957, 0,5957], Q ∈ [- 0,5226, 0,5226] {\ 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 \ right]}

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 \ right]

Из RGB в YIQ

[YIQ] ≈ [0,299 0,587 0,114 0,5959 - 0,2746 - 0,3213 0,2115 - 0,5227 0,3112] [RGB] {\ displaystyle {\ begin {bmatrix} Y \\ I \\ Q \ end {bmatrix}} \ приблизительно {\ 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}}}

{\ displaystyle {\ begin {bmatrix} Y \\ I \\ Q \ end {bmatrix }} \ приблизительно {\ 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}}}

Из YIQ в RGB

[RGB] = [1 0,956 0,619 1 - 0,272 - 0,647 1 - 1,106 1,703] [YIQ] {\ 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}}}

{\ 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 {bm atrix} Y \\ I \\ Q \ end {bmatrix}}

Примечание. верхняя строка идентична строке цветового пространства YUV

$[RGB] = [1 1 1] ⟹ [YIQ] = [1 0 0] {\ displaystyle {\ begin {bmatrix} R \\ G \\ B \ end {bmatrix}} = {\ begin {bmatrix} 1 \\ 1 \\ 1 \ end {bmatrix}} \ подразумевает {\ begin {bmatrix} Y \\ I \\ Q \ end {bmatrix}} = {\ begin {bmatrix} 1 \\ 0 \\ 0 \ end {bmatrix}}}$ ${\ begin {bmatrix} R \\ G \\ B \ end {bmatrix}} = {\ begin {bmatrix} 1 \\ 1 \\ 1 \ end {bmatrix}} \ подразумевает {\ begin {bmatrix} Y \\ I \\ Q \ end {bmatrix}} = {\ begin {bmatrix} 1 \\ 0 \\ 0 \ end {bmatrix}}$

Стандарт FCC NTSC

Стандарт NTSC, содержащийся в правилах FCC для сверх- В эфирном аналоговом цветном телевещании используется немного другая матрица:

{EQ ′ = 0,41 (EB ′ - EY ′) + 0,48 (ER ′ - EY ′) EI ′ = - 0,27 (EB ′ - EY ′) + 0,74 ( ER ′ - EY ′) EY ′ = 0,30 ER ′ + 0,59 EG ′ + 0,11 EB ′ {\ 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.}

\ 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 записана десять как:

[EY ′ EI ′ EQ ′] = [0,30 0,59 0,11 0,599 - 0,2773 - 0,3217 0,213 - 0,5251 0,3121] [ER ′ EG ′ EB ′] {\ 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}}}

{\ 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:

$EY ′ {\ displaystyle E_ {Y} ^ {\ prime}}$ $E_ {Y} ^ {\ prime}$ - гамма- исправлено напряжение яркости.
$ER ′ {\ displaystyle E_ {R} ^ {\ prime}}$ $E_ {R} ^ {\ prime}$ , $EG ′ {\ displaystyle E_ {G} ^ {\ prime}}$ $E_ {G} ^ {\ prime}$ и $EB ′ {\ displaystyle E_ {B} ^ {\ prime}}$ $E_ {B} ^ {\ prime}$ - напряжения с гамма-коррекцией, соответствующие красным, зеленым и синим сигналам.
$EI ′ {\ displaystyle E_ {I} ^ {\ prime}}$ $E_ {I} ^ {\ prime}$ и $EQ ′ {\ displaystyle E_ {Q} ^ {\ prime}}$ $E_ {Q} ^ {\ prime}$ - это амплитуды ортогональных компонентов цветности сигнал.

Для преобразования из FCC YIQ в RGB:

ER ′ = EY ′ + 0.9469 EI ′ + 0.6236 EQ ′ {\ отображает tyle E_ {R} ^ {\ prime} = E_ {Y} ^ {\ prime} + 0,9469E_ {I} ^ {\ prime} + 0,6236E_ {Q} ^ {\ prime}}

{\ displaystyle E_ {R} ^ {\ prime } = E_ {Y} ^ {\ prime} + 0,9469E_ {I} ^ {\ prime} + 0,6236E_ {Q} ^ {\ prime}}

EG ′ = EY ′ - 0,2748 EI ′ - 0,6357 EQ ′ {\ displaystyle E_ {G} ^ {\ prime} = E_ {Y} ^ {\ prime} -0,2748E_ ​​{I} ^ {\ prime} -0,6357E_ {Q} ^ { \ prime}}

{\ displaystyle E_ {G} ^ {\ prime} = E_ {Y} ^ {\ prime} -0,2748E_ ​​{I} ^ {\ prime} -0,6357E_ {Q} ^ {\ prime}}

EB ′ = EY ′ - 1.1 EI ′ + 1.7 EQ ′ {\ displaystyle E_ {B} ^ {\ prime} = E_ {Y} ^ {\ prime} -1.1E_ {I} ^ { \ prime} + 1.7E_ {Q} ^ {\ prime}}

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

Поэтапный отказ

Для вещания в США он в настоящее время используется только для телевидения с низким энергопотреблением, поскольку аналоговая передача на полной мощности была прекращена Федеральной комиссией по связи (FCC) 12 июня 2009 года. Это все еще является федеральным мандатом для этих передач, как показано в этом отрывке из действующих правил и положений FCC. часть 73 «Стандарт ТВ-передачи»:

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

Ширина полосы Q-канала: при 400 кГц менее 2 дБ вниз. На 500 кГц меньше 6 дБ. На 600 кГц минимум на 6 дБ ниже.

Ширина полосы I-канала: На 1,3 МГц меньше 2 дБ.

На 3,6 МГц минимум на 20 дБ.

Ссылки

Дополнительная литература

Бухсбаум, Уолтер Х. Обслуживание цветных телевизоров, третье издание. Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Прентис Холл, 1975. ISBN 0-13-152397-X