Die Chrominanz ( kurz Chroma oder C ) ist das Signal, das in Videosystemen verwendet wird , um die Farbinformationen des Bildes (siehe YUV- Farbmodell) getrennt vom zugehörigen Luminanzsignal (kurz Y') zu übertragen. Die Chrominanz wird üblicherweise durch zwei Farbdifferenzkomponenten dargestellt: U = B' − Y' (Blau − Luminanz) und V = R' − Y' (Rot − Luminanz). Auf jede dieser Komponenten können Skalierungsfaktoren und Offsets angewendet werden, wie im jeweiligen Videostandard festgelegt.
Bei zusammengesetzten Videosignalen modulieren die U- und V-Signale ein Farbhilfssignal . Das Ergebnis wird als Chrominanzsignal bezeichnet; Phase und Amplitude dieses modulierten Chrominanzsignals entsprechen annähernd Farbton und Sättigung . In digitalen Video- und Standbildfarbräumen wie Y′CbCr sind die Luminanz- und Chrominanzkomponenten digitale Abtastwerte.
Die Trennung von RGB -Farbsignalen in Luminanz und Chrominanz ermöglicht die separate Bestimmung der Bandbreite beider Komponenten. Typischerweise wird die Chrominanzbandbreite in analogen Composite-Videosystemen durch Reduzierung der Bandbreite eines modulierten Farbhilfsträgers und in digitalen Systemen durch Chroma-Subsampling verringert .
Geschichte
Die Idee, ein Farbfernsehsignal mit getrennten Helligkeits- und Farbkomponenten zu übertragen, stammt von Georges Valensi , der die Idee 1938 patentieren ließ. [ 1 ] In Valensis Patentanmeldung wurde Folgendes beschrieben:
Die Verwendung von zwei Kanälen, von denen einer die vorherrschende Farbe (Signal T) und der andere die mittlere Helligkeit (Signal t) eines einzelnen Fernsehsenders überträgt, um nicht nur von Farbfernsehgeräten mit der erforderlichen teureren Ausrüstung, sondern auch von den gewöhnlichen Fernsehgeräten empfangen zu werden, die zahlreicher und günstiger sind und die Bilder nur in Schwarzweiß wiedergeben.
Frühere Verfahren für Farbfernsehsysteme, die mit den bestehenden Monochrom-Empfängern inkompatibel waren, übertrugen RGB- Signale auf verschiedene Weise.
Fernsehstandards
Im analogen Fernsehen wird die Farbinformation mithilfe einer Hilfsträgerfrequenz in ein Videosignal kodiert . Je nach Videostandard kann die Farbinformations-Hilfsträgerfrequenz entweder quadratisch amplitudenmoduliert ( NTSC und PAL ) oder frequenzmoduliert ( SECAM ) sein.
Im PAL-System liegt der Farbhilfsträger 4,43 MHz über dem Videoträger, im NTSC-System hingegen 3,58 MHz. Die Standards NTSC und PAL sind am weitesten verbreitet, obwohl es weitere Videostandards mit abweichenden Hilfsträgerfrequenzen gibt. Beispielsweise verwendet PAL-M (Brasilien) einen 3,58-MHz-Hilfsträger, und SECAM nutzt zwei unterschiedliche Frequenzen, 4,250 MHz und 4,40625 MHz, oberhalb des Videoträgers.
Das Vorhandensein von Chrominanz in einem Videosignal wird durch ein Farbimpulssignal angezeigt, das kurz nach der horizontalen Synchronisation und vor Beginn jeder Videozeile auf der Rückseite des Bildsignals (Back Porch) übertragen wird . Wäre dieses Farbimpulssignal auf einem Fernsehbildschirm sichtbar, erschiene es als vertikaler Streifen in einem sehr dunklen Olivgrün. Bei NTSC und PAL wird der Farbton durch eine Phasenverschiebung des Chrominanzsignals relativ zum Farbimpuls dargestellt, während die Farbsättigung durch die Amplitude des Hilfsträgers bestimmt wird. Bei SECAM werden die Signale (R′ − Y′) und (B′ − Y′) abwechselnd übertragen, und die Phase spielt keine Rolle.
Die Chrominanz wird in PAL- und SECAM-Videosignalen durch die UV- Farbebene und in NTSC-Signalen durch die IQ- Farbebene dargestellt.
Digitale Systeme
Digitale Video- und Fotosysteme nutzen mitunter eine Luminanz-/Chromosomen-Zerlegung zur verbesserten Komprimierung. Wird beispielsweise ein gewöhnliches RGB- Digitalbild nach dem JPEG- Standard komprimiert, wird der RGB-Farbraum zunächst (mittels einer Rotationsmatrix ) in den YCbCr -Farbraum umgewandelt. Dies liegt daran, dass die drei Komponenten in diesem Raum weniger Korrelationsredundanz aufweisen und die Chrominanzkomponenten anschließend um einen Faktor von 2 oder 4 unterabgetastet werden können, um das Bild weiter zu komprimieren. Bei der Dekomprimierung wird der Y′CbCr-Farbraum wieder in RGB zurücktransformiert.
Siehe auch
Referenzen
- ^ Französisches Patent 841335, erteilt am 6. Februar 1939; zitiert in US-Patent 2375966 „System of Television in Colors“ , erteilt am 15. Mai 1945.
