简单介绍色差分量接口
简单介绍色差分量接口
分量矩阵又叫色差分量矩阵、YUV矩阵、YPbPr矩阵切换器,就是将一路或多路分量视频信号分别传输给一个或者多个显示设备。为了让大家更好的了解什么是色差分量接口,今天就来讲解一下色差分量接口的基本知识。
在早期电视信号的复合传送方式在数学上有着根本的限制,一旦明度与色度复合之后即无法完全分离。因此,在1980年代后期,从专业用的视讯编辑应用当中开始出现了将明度与色度分离记录与传送的系统。
虽然系统设计上比起复合信号复杂许多,不过显示器与摄录像机等装置其实本来就必须将明度与色度分开之后才能显示或记录。采用色差分量接口将可免除互相复合与分离所造成的画质损失。因此1990年代中期开始也开始普及至家用电视上面。
此外,在数位信号纪录与数位电视播送时所使用的数据压缩处理当中也使用了分量技术的观念。所以在DVD播放器与机顶盒等产品上,色差分量接口输出是最自然且转换损失最少的传送端子。
分量传送的视频有许多种方式,例如将三原色直接传送的RGB方式,以及从RGB转换为明度(Y)与色差(Cb/Cr或Pb/Pr)的方式。
RGB方式将所有的颜色信息作同等的处理,虽然有最高的画质,但由于RGB方式对传输带宽和储存空间的消耗太大,为节省带宽,使用色差方式来传送与记录分量视频是现在的主流。
色差在设计上利用了“人眼对明度较敏感,而对色度较不敏感”的特性,将视讯中的色彩信息加以削减,转换公式如下:
明度: Y=0.299*R + 0.587*G + 0.114*B
色差: Cb=0.564*(B-Y) = -0.169*R - 0.331*G + 0.500*B
Cr=0.713*(R-Y) = 0.500*R - 0.419*G - 0.081*B
所谓的“色差”即为颜色值与明度之间的差值。转换过后的颜色信息量被删减了约一半,但由于人眼的特性,使得色差处理过后的影像与原始影像的差异很难被察觉。最终的色差数据与RGB数据相比节省了1/3的带宽。
以上的转换系数被称为“色彩数组”,上述的例子为SDTV所使用的数组,HDTV所使用的则是另一个不同的规格(如下述)。
明度: Y=0.2126*R + 0.7152*G + 0.0722*B
色差: Pb=0.5389*(B-Y) = -0.1146*R - 0.3854*G + 0.5000*B
Pr=0.6350*(R-Y) = 0.5000*R - 0.4542*G - 0.0458*B
跟SDTV不一样的地方是,各自做为基准的三原色的CIE色度坐标不一样。因为这样,所以SDTV用的规格将色差讯号以“Cb”“Cr”(正确应该是各自的尾字以small caps“CB”“CR”)来称呼,HDTV的话是以“Pb”“Pr”(或者是“PB”“PR”)来称呼。
上记的三原色讯号虽然是以伽玛修正后得到的,但是伽玛修正特性跟那一个都是一样的。还有,基准白色的CIE色度坐标是两者都一样的。
通过以上的分析了解,色差分量接口的应用虽然不广泛,但是还是有市场需求的。
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