Chrominance (též nazývaná chroma nebo zkráceně C) je jedním ze tří základních prvků barevného modelu používaného v videosystémech. Je to klíčový prvek barevných televizních a videosystémů, jako jsou NTSC, PAL a SECAM, a také digitálních formátů jako YCbCr. Chrominance přenáší informace o barvě a obvykle je oddělena od signálu luminance (Y'), který zprostředkovává informace o jasu obrazu. [1]

Definice

editovat

Chrominance je definována pomocí dvou komponent rozdílu barev:

  • U = B′ − Y′ (modrá minus luminance)
  • V = R′ − Y′ (červená minus luminance)

Kombinace rozdílových signálů (Color Difference Signals)

editovat

Kombinace rozdílových signálů , známé jako Color Difference Signals, jsou klíčové komponenty používané v televizních systémech k přenosu barevných informací. Tyto signály se generují z RGB (červená, zelená, modrá) matice a jsou navrženy tak, aby jejich hodnoty byly nulové, pokud v obraze není přítomna žádná barva. Tyto signály, známé jako R-Y a B-Y, jsou odvozeny z RGB matice následujícím způsobem:

  • R-Y (červená minus luminance): Tento signál odstraňuje složku jasu (Y) z červeného kanálu, což vede k zachycení pouze červené chrominance.
  • B-Y (modrá minus luminance): Tento signál odstraňuje jasovou složku z modrého kanálu, zanechává pouze modrou chrominance.

Tyto signály jsou klíčové pro systémy jako NTSC, kde jsou transformovány do komponent I a Q pro modulaci a přenos. I a Q signály jsou specificky upravené formy rozdílových signálů:

  • I (In-phase): Kombinuje R-Y a B-Y do jedné složky, která pomáhá přenášet barvu efektivně přes analogové televizní systémy.
  • Q (Quadrature): Spolu s I signálem umožňuje kodifikaci barvy v systému NTSC.

Historie

editovat

Přechod od černobílé k barevné televizi v polovině 20. století byl technologickým milníkem, který umožnil masivní rozšíření barevného vysílání. NTSC byl prvním standardem, který začlenil chrominanci do svého vysílacího systému v roce 1953 v USA, což umožnilo barevné vysílání bez ovlivnění stávajících černobílých přijímačů. [2] NTSC standardně používal 525 řádků na snímek s frekvencí snímkování 29.97 snímků za sekundu. Jedním z hlavních problémů NTSC byla jeho náchylnost k barevným zkreslením při přenosu, která byla způsobena nestabilitou fázového posunu mezi vysílaným a přijímaným signálem. To vedlo k barevným posunům a někdy k neostrým obrazům. Evropský PAL a francouzský SECAM následovaly s vylepšeními v oblasti kvality barvy a stabilitě vysílání.  PAL a SECAM používaly také 625 řádků na snímek a frekvenci snímkování 25 snímků za sekundu. [3]

Technologický vývoj

editovat

Technické normy a standardy

editovat

Konkrétní formátování a zpracování U a V komponent se liší v závislosti na použitém video standardu:

  • NTSC (National Television System Committee): U a V jsou modulovány pomocí kvadraturní amplitudové modulace s fázovým posunutím 90° na subnosiči, která se nachází 3.579545 MHz nad hlavní nosnou frekvencí obrazu. [4]
  • PAL (Phase Alternating Line): U a V komponenty jsou modulovány na stejnou nosnou frekvenci pro chrominanci 4.43361875 MHz. Tato frekvence umožňuje modulaci barevného signálu odděleně od luminančního signálu a minimalizuje možnost křížových barevných artefaktů, což je častý problém u starších televizních systémů.
  • SECAM (Séquentiel Couleur à Mémoire): Na rozdíl od NTSC a PAL, SECAM přenáší U a V komponenty sekvenčně a na různých nosných frekvencích. [5]
    • Dr (Differential Red): Chrominancová složka pro červenou barvu je modulována na frekvenci 4.40625 MHz.
    • Db (Differential Blue): Chrominancová složka pro modrou barvu je modulována na frekvenci 4.25 MHz.
  • Digitální formáty (YCbCr): U a V jsou transformovány na Cb (Chrominance-Blue) a Cr (Chrominance-Red), které jsou digitalizovány pro ukládání a přenos. [6]

Reference

editovat
  1. Audiovizuální technika – Základy videosignálů. www.vovcr.cz [online]. [cit. 2024-05-10]. Dostupné online. 
  2. Television - Color, Broadcast, CRT | Britannica. www.britannica.com [online]. [cit. 2024-05-22]. Dostupné online. (anglicky) 
  3. POYNTON, Charles. Digital video interfaces. [s.l.]: Elsevier Dostupné online. ISBN 978-1-55860-792-7. S. 127–138. 
  4. Television - NTSC, Color, Compatible | Britannica. www.britannica.com [online]. [cit. 2024-05-06]. Dostupné online. (anglicky) 
  5. JACK, Keith. NTSC, PAL, and SECAM Overview. [s.l.]: Elsevier Dostupné online. ISBN 978-0-7506-7822-3. S. 265–393. 
  6. HOLOCH, G.; MAYER, N. Improved PAL by a Combination of NTSC-SECAM-PAL. In: Components of the Future: 19th Annual SMPTE Television Conference. [s.l.]: IEEE, 1985-02. Dostupné online. DOI 10.5594/m00802.