视亮度 (视频)

视频中的视亮度(luma)表示每帧图像的无色彩的视觉亮度部分(灰度部分),而色调表示颜色部分。把R′G′B′源(如3-CCD相机英语three-CCD camera)转为视亮度和色调可做色度抽样:因为人的视觉对视亮度比对色度有更敏锐的空间分辨率,视频系统可以用较低分辨率存储传输色度信息,在有限带宽优化了感知细节。

彩色电视广播信号分为视亮度和色度两种信号,可以兼容黑白电视机。

视亮度对比相对光亮度

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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
在相同的相对光亮度下,最亮的原色(绿)使用最初的RGBNTSC (1953)原色(伽玛校正) = 2.2,各个颜色样例的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
在相同的相对光亮度下,最亮的原色(绿)使用最初的RGBBT. 709原色(伽玛校正) = 2.2,各个颜色样例的RGB值

彩色视频中的视亮度是伽马压缩后的R′G′B′分量的加权和。 角分符号 ′表示伽马压缩,以免视频工程中的视亮度与颜色科学中的相对光亮度混淆(由国际照明委员会定义)。相对光亮度是由RGB分量的线性加权形成,没有经过伽马压缩[1] 电影电视工程师协会EG 28建议用符号Y′表示视频的视亮度,而用符号Y表示相对光亮度[2]

使用相对光亮度

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在视频工程中,有时把相对光亮度作为显示器的明亮程度。国际照明委员会的彩色匹配函数和相关的红绿蓝彩色标准(如最初的NTSC原色, 电影电视工程师协会RP 145原色, 或Rec. 709)。 对于Rec. 709(以及sRGB)原色,基于纯元素的线性组合,相对光亮度定义为:

 

Rec. 709使用的计算视频的视亮度的公式使用同样的系数,但是经过伽马压缩后的分量:

 

其中角分符号 ′表示伽马压缩

Rec. 601 luma versus Rec. 709 luma coefficients

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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
在相同的相对光亮度下,最暗的原色(蓝)使用最初的RGBNTSC (1953)原色(伽玛校正) = 2.2,各个颜色样例的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
在相同的相对光亮度下,最暗的原色(蓝)使用最初的RGBBT. 709原色(伽玛校正) = 2.2,各个颜色样例的RGB值

对于遵从BT.601 (即大多数数字标准清晰度格式), 视频的视亮度定义为如下公式:

 

对于遵从国际电信联盟无线电通信部门的标准BT. 709使用不同的公式:

 

现在的HDTV系统使用BT. 709的系数,同时传统的1035i HDTV格式使用电影电视工程师协会240M系数:

 

这些系数对应于电影电视工程师协会RP 145原色(也被称作"SMPTE C")。[3]

参见

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参考文献

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  1. ^ Charles Poynton, "YUV and luminance considered harmful: a plea for precise terminology in video," PDF页面存档备份,存于互联网档案馆
  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