Luma (video) - Luma (video)

Ve videu , luma představuje jasu v obrazu ( „černé a bílé“ nebo achromatický část obrázku). Luma je obvykle spárována s chrominancí . Luma představuje achromatický obraz, zatímco složky chroma představují informace o barvě . Přeměna zdrojů R'G'B '(jako je výstup kamery se třemi CCD ) na luma a chroma umožňuje podvzorkování chromu : protože lidské vidění má jemnější prostorovou citlivost na rozdíly v jasu ("černé a bílé") než chromatické rozdíly, videosystémy mohou ukládat a přenášet chromatické informace s nižším rozlišením a optimalizovat vnímané detaily v určité šířce pásma.

Luma versus relativní jas

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
Hodnoty RGB příkladných barev se stejnou relativní svítivostí jako nejsvětlejší primární barva (zelená) s použitím původních primárních NTSC (1953) pro '( gama korekce ) = 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
Hodnoty RGB příkladných barev se stejnou relativní svítivostí jako nejsvětlejší primární barva (zelená) pomocí BT. 709 primárů pro '( gama korekce ) = 2,2

Luma je vážený součet gamma komprimovaných složek R'G'B 'barevného videa- hlavní symboly ' označují gama kompresi . Slovo bylo navrženo, aby se předešlo záměně mezi lumou implementovanou ve video inženýrství a relativní svítivostí používanou ve vědě o barvách (tj. Jak ji definuje CIE ). Relativní jas je tvořen váženým součtem lineárních složek RGB, nikoli složek komprimovaných gama. I přesto se lumě někdy mylně říká svítivost. SMPTE EG 28 doporučuje symbol Y 'pro označení luma a symbol Y pro označení relativní svítivosti.

Použití relativní svítivosti

Zatímco s lumíkem se setkáváme častěji, ve video inženýrství se někdy používá relativní jas, když se odkazuje na jas monitoru. Vzorec použitý pro výpočet relativní svítivosti používá koeficienty založené na funkcích CIE pro přizpůsobení barev a příslušných standardních chromatikách červené, zelené a modré (např. Původní primárky NTSC , SMPTE C nebo Rec. 709 ). Pro Rec. 709 (a sRGB) primárních skupin, lineární kombinace založená na čistých kolorimetrických úvahách a definici relativní jasu je:

Vzorec použitý pro výpočet lumy v Rec. 709 spec libovolně také používá stejné koeficienty, ale s komponentami komprimovanými gama:

kde primární symbol 'označuje kompresi gama .

Rec. 601 luma versus Rec. 709 luma koeficienty

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
Hodnoty RGB příkladných barev se stejnou relativní svítivostí jako nejtmavší primární barva (modrá) s použitím původních primárních NTSC (1953) pro gama korekci rovnou 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
Hodnoty RGB příkladných barev se stejnou relativní svítivostí jako nejtmavší primární barva (modrá) pomocí BT. 709 primárů pro gama korekci rovnou 2,2.

Pro digitální formáty podle CCIR 601 (tj. Většina formátů digitálního standardního rozlišení) se luma vypočítá podle tohoto vzorce:

Formáty následující ITU-R doporučení BT. 709 použijte jiný vzorec:

Moderní systémy HDTV používají koeficienty 709, zatímco přechodné formáty HDTV 1035i mohou používat koeficienty SMPTE 240M:

Tyto koeficienty odpovídají primárním položkám SMPTE RP 145 (známým také jako „SMPTE C“) používaným v době vytvoření standardu.

Změnou koeficientů luma je poskytnout „teoreticky správné“ koeficienty, které odrážejí odpovídající standardní chromatičnosti („barvy“) primárních barev červená, zelená a modrá. O tomto rozhodnutí však existuje určitá kontroverze. Rozdíl v koeficientech luma vyžaduje, aby signály komponent byly převedeny mezi Rec. 601 a Rec. 709 k zajištění přesných barev. Ve spotřebitelském vybavení může být matice potřebná k provedení této konverze vynechána (kvůli snížení nákladů), což má za následek nepřesné barvy.

Rovněž Rec. 709 luma koeficienty nemusí nutně poskytovat lepší výkon. Kvůli rozdílu mezi světelností a relativní svítivostí luma nepředstavuje přesně jas v obrázku. V důsledku toho mohou chyby v barevnosti ovlivnit jas. Samotná Luma nepředstavuje dokonale jas; přesná svítivost vyžaduje jak přesné luma, tak chroma. Chyby v barevnosti tedy „krvácejí“ do jasu obrazu.

Kvůli rozšířenému používání chromatického podvzorkování se chyby v barevnosti obvykle vyskytují, když je sníženo rozlišení/šířka pásma. Tato snížená šířka pásma ve spojení s vysokofrekvenčními složkami chroma může způsobit viditelné chyby jasu. Příkladem vysokofrekvenční složky chroma by mohla být čára mezi zelenými a purpurovými pruhy testovacího vzoru barevných pruhů SMPTE . Chyba jasu může být viděna jako tmavý pás, který se vyskytuje v této oblasti.

Viz také

Reference