YUV YCbCr YPbPr

 

 

YUV   YCbCr  YPbPr

영상신호를 다루다  보면  YUV나  YCbCr,YPbPr을  많이 만난다.

 

 

YUV는

색을 표현할때  가장 일반적인 것이  R(Red) G(Green) B(Blue)인데

이렇게 하면 데이타가 너무 많아지고 처리가 어려워  사람눈에 민감한 휘도성분과  덜 민감한 색성분을 분리한다.

즉 RGB는 색의 원래 정보를 가지며  YUV는 색차신호로 분리한 것을 말한다.

 

Y는 Luminance(밝기)   U는 blue-Y ,   V는 red-Y  로서  휘도성분과  색에서 휘도를 뺀 색차성분이다.

YUV나 YCrCb 또는 YPbPr 은 영상 기기에서 사용되는 색공간의 일종이다

 

YUV를  전송방식에 따라   YCrCb와 YPrPb로 나눈다.

YPbPr은 수학적으로 YCbCr 과 동일하지만,
YPbPr은 아날로그 시스템을 위해 디자인된 것을 말하며,
YCbCr은 디지털 비디오에서 사용되도록 디자인된 것이다.

또 아나로그 NTSC(480i)레벨의 신호단자를 [Y/Cb/Cr]로 표시하고,

    아나로그 NTSC(480i)레벨 이상의 영상포맷(HDTV 720p,1080i)을 사용할 수 있는 단자를[Y/Pb/Pr]로 표시하고 있다.

 

 

 

 

현재 HDTV에서 사용하는 SMPTE-274M 표준의 YPbPr 신호의 수식은 다음과 같다.

 

Y = 0.2126*R + 0.7152*G + 0.0722*B

Pb = [0.5 / (1-0.0722)] * (B-Y)

Pr = [0.5 / (1-0.2126)] * (R-Y)

 
또 RGB와 YCbCr 관계를 공식으로 표현한 것이다.

 

Y = 0.299*R + 0.587*G + 0.114*B
Cb = -0.16874*R - 0.33126*G + 0.5*B
Cr = 0.5*R - 0.41869*G - 0.08131*B

 

추가적으로 각설하면

가시광선의  색상신호를 RGB Color Space 상의 R, G, B의 색상 요소로 분해할 수 있는데, 
YCbCr이나 YPbPr은 색상신호가 아니라  휘도(Luminance) Y와 색차신호 Cb(Pb), Cr(Pr)에 기반한 색 표현 방식이다.

인간의 눈이 색상보다 밝기에 더 민감하기 때문에 색차신호를 이용해서 처리하는 것이 효과적이다.

Cb/Cr과 Pb/Pr의 차이는 NTSC(480i)레벨의 신호단자를 [Y/Cb/Cr]로 표시하고,

NTSC(480i)레벨 이상의 영상포맷(HDTV 720p,1080i)을 사용할 수 있는 단자를[Y/Pb/Pr]로 표시한다.

 

 

 

 

 

 

 

YCrCb
CCIR 601 Coding System의 디지털 휘도신호와 색차신호이다.

휘도신호 Y는 13.5MHz으로 표본화되며, 2개의 색차신호는 휘도샘플 한 개를 공유하여 6.75MHz으로 표본화된다.

Cr은 R-Y, Cb는 B-Y의 디지털화된 신호이다.

 

CCIR656

27Mhz로 8line을 사용하여  영상신호를 전송할 수있는데  Sync는 디지탈신호속에 넣을 수 있다.

이때 영상은 YCrCb로  전송되며  8line외에  clock라인이 있고    HS,VS는  별로로 구성해도 된다.

 

 

YPbYPb

2M영상을  YPbPr을 받을 수 있는 모니터에 연결하면  3개의 라인으로  메가영상이 나온다.

S-Video와 같은 것으로  Y에 싱크와  휘도성분이 수평기준  33Khz주기로 나타난다

물론 Pb,Pr도  33khz성분으로  신호가 잡힌다.  화면의 사이즈가 바뀌면 주파수도 달라지겠지...

 

S-Video (Super Video, Separate Video) 전송

3개의 영상신호를 밝기신호(Y)와 색차신호인 Cb, Cr(Pb, Pr)을  하나의 색신호(C)로 합성(Synthesized)하여 2개의 선으로 전송.

Composite  전송에 비해 화질이 좋으나 Component 전송보다 나쁘다.

전문가들은 S-Video가 아닌 Y/C Video라고 하는데 이것이 비디오 신호 포멧을 좀 더 잘 표현하고 있기 때문이다.

 

4:2:2
콤포넌트 비디오의 휘도(Y)와 색차신호(R-Y, B-Y)를 디지털화하는데 사용되는 표본화 주파수의 비율. 4:2:2라는 용어는 Y가 4번 표본화될 때 R-Y와 B-Y는 2번 표본화되는 것을 의미하는데, 이는 4:1:1에 비하여 휘도에 대한 색도대역 폭을 더 많이 할당한 것이다. CCIR 601에서 4:2:2 표본화는 디지털 스튜디오 장비의 표준으로서, 4:2:2와 CCIR 601이라는 두 용어가 일반적으로 동의어로 사용되지만 기술적으로 정확히 같은 의미는 아니다. Y의 표본화 주파수는 13.5MHz 이고, R-Y와 B-Y는 각각 6.75MHz로서 고품질 크로마키에 적합한 3.37MHz의 최대 가능 색대역폭을 제공한다.

 

Composite 전송

3개의 영상신호를 합성하여 노란색인 하나의 선에 전송한다. 색을 분리하지 않고 합성하여 하나의 선으로 전송하기 때문에 화질이 가장 나쁘다. 흰색은 왼쪽 오디오, 빨간색은 오른쪽 오디오.

  

Component 전송

영상신호를 휘도(Y), 색차(Cb, Cr)의 세가지 성분(Component)으로 각각 분리하여 이를 3개의 선으로 보낸다. 화질이 가장 좋다.