視亮度 (視頻)

視頻中的視亮度(luma)表示每幀圖像的無色彩的視覺亮度部分(灰度部分),而色調表示顏色部分。把R′G′B′源(如3-CCD相機英語three-CCD camera)轉為視亮度和色調可做色度抽樣:因為人的視覺對視亮度比對色度有更敏銳的空間解像度,視頻系統可以用較低解像度存儲傳輸色度信息,在有限帶寬優化了感知細節。

彩色電視廣播信號分為視亮度和色度兩種信號,可以兼容黑白電視機。

視亮度對比相對光亮度

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
在相同的相對光亮度下,最亮的原色(綠)使用最初的RGBNTSC (1953)原色(伽瑪校正) = 2.2,各個顏色樣例的RGB值
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
在相同的相對光亮度下,最亮的原色(綠)使用最初的RGBBT. 709原色(伽瑪校正) = 2.2,各個顏色樣例的RGB值

彩色視頻中的視亮度是伽馬壓縮後的R′G′B′分量的加權和。 角分符號 ′表示伽馬壓縮,以免視頻工程中的視亮度與顏色科學中的相對光亮度混淆(由國際照明委員會定義)。相對光亮度是由RGB分量的線性加權形成,沒有經過伽馬壓縮[1] 電影電視工程師協會EG 28建議用符號Y′表示視頻的視亮度,而用符號Y表示相對光亮度[2]

使用相對光亮度

在視頻工程中,有時把相對光亮度作為顯示器的明亮程度。國際照明委員會的彩色匹配函數和相關的紅綠藍彩色標準(如最初的NTSC原色, 電影電視工程師協會RP 145原色, 或Rec. 709)。 對於Rec. 709(以及sRGB)原色,基於純元素的線性組合,相對光亮度定義為:

 

Rec. 709使用的計算視頻的視亮度的公式使用同樣的係數,但是經過伽馬壓縮後的分量:

 

其中角分符號 ′表示伽馬壓縮

Rec. 601 luma versus Rec. 709 luma coefficients

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
在相同的相對光亮度下,最暗的原色(藍)使用最初的RGBNTSC (1953)原色(伽瑪校正) = 2.2,各個顏色樣例的RGB值
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
在相同的相對光亮度下,最暗的原色(藍)使用最初的RGBBT. 709原色(伽瑪校正) = 2.2,各個顏色樣例的RGB值

對於遵從BT.601 (即大多數數字標準清晰度格式), 視頻的視亮度定義為如下公式:

 

對於遵從國際電信聯盟無線電通信部門的標準BT. 709使用不同的公式:

 

現在的HDTV系統使用BT. 709的係數,同時傳統的1035i HDTV格式使用電影電視工程師協會240M係數:

 

這些係數對應於電影電視工程師協會RP 145原色(也被稱作"SMPTE C")。[3]

參見

參考文獻

  1. ^ Charles Poynton, "YUV and luminance considered harmful: a plea for precise terminology in video," PDF頁面存檔備份,存於互聯網檔案館
  2. ^ Engineering Guideline EG 28, "Annotated Glossary of Essential Terms for Electronic Production," SMPTE, 1993.
  3. ^ Charles A. Poynton, Digital Video and HDTV: Algorithms and Interfaces, Morgan–Kaufmann, 2003. online