视频技术笔记-色差分量

色差分量接口采用YPbPr和YCbCr两种标识。

YPbPr:表示逐行扫描色差输出。

YCbCr:后者表示隔行扫描色差输出。

色差分量接口一般利用3根信号线分别传送亮色和两路色差信号。

色差分量接口是色差接口使用不是很普遍,主要的原因是一些CRT电视机并没有提供色差分量的输入接口。简单的说,相比过去的AV和S端子,色差是将信号分为红、绿、蓝三种基色来输入的。

画质:HDMI=DVI >色差YPbPr = VGA ≥ 色差YCbCr > S端子> AV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用的规格将色差信号以"CB""CR"来称呼,HDTV的话是以"PB""PR"来称呼。上记的三原色信号虽然是以伽玛修正后得到的,但是伽玛修正特性跟哪一个都是一样的。还有,基准白色的CIE色度坐标是两者都一样的。

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