Espacio de color YIQ – HiSoUR Arte Cultura Historia

YIQ es el espacio de color utilizado por el sistema de televisión en color NTSC, empleado principalmente en América del Norte, América Central y Japón. I significa en fase, mientras que Q significa cuadratura, refiriéndose a los componentes utilizados en la modulación de amplitud en cuadratura. Algunas formas de NTSC ahora usan el espacio de color YUV, que también es utilizado por otros sistemas como PAL.

El componente Y representa la información de luminancia, y es el único componente utilizado por los receptores de televisión en blanco y negro. I y Q representan la información de crominancia. En YUV, los componentes U y V pueden considerarse coordenadas X e Y dentro del espacio de color. I y Q pueden considerarse como un segundo par de ejes en el mismo gráfico, rotados 33 °; por lo tanto, IQ y UV representan diferentes sistemas de coordenadas en el mismo plano.

El sistema YIQ está destinado a aprovechar las características humanas de respuesta de color. El ojo es más sensible a los cambios en el rango naranja-azul (I) que en el rango púrpura-verde (Q); por lo tanto, se requiere menos ancho de banda para Q que para I. Los límites NTSC de transmisión I a 1.3 MHz y Q a 0.4 MHz . I y Q son frecuencia intercalada en la señal Y de 4 MHz, lo que mantiene el ancho de banda de la señal general en 4,2 MHz. En los sistemas YUV, dado que U y V contienen información en el rango naranja-azul, ambos componentes deben tener la misma cantidad de ancho de banda que yo para lograr una fidelidad de color similar.

Muy pocos televisores realizan la verdadera decodificación I y Q, debido a los altos costos de tal implementación. En comparación con la decodificación RY y BY más barata que requiere solo un filtro, I y Q requieren cada uno un filtro diferente para satisfacer las diferencias de ancho de banda entre I y Q. Estas diferencias de ancho de banda también requieren que el filtro ‘I’ incluya un retraso para coincidir con el mayor retraso del filtro ‘Q’. La Radio Digital Modular de Rockwell (MDR) fue un decodificador I y Q, que en 1997 podría funcionar en modo de fotograma a fotograma con una PC o en tiempo real con el procesador Fast IQ (FIQP). Algunos receptores de televisión caseros RCA «Colortrak» fabricados alrededor de 1985 no solo utilizaron la decodificación I / Q, sino que también anunciaron sus beneficios junto con sus beneficios de filtrado de peine como «procesamiento 100 por ciento» completo para entregar más contenido de la imagen original en color. Anteriormente, más de una marca de televisión en color (RCA, Arvin) usaba decodificación I / Q en el año modelo 1954 o 1955 en modelos que utilizaban pantallas de aproximadamente 13 pulgadas (medidas en diagonal). El televisor de proyección de Adviento original usaba decodificación I / Q. Alrededor de 1990, al menos un fabricante (Ikegami) de monitores de estudio profesionales promocionaba la decodificación I / Q.

Procesamiento de imágenes
La representación YIQ a veces se emplea en transformaciones de procesamiento de imágenes en color. Por ejemplo, aplicar una ecualización de histograma directamente a los canales en una imagen RGB alteraría el balance de color de la imagen. En cambio, la ecualización del histograma se aplica al canal Y de la representación YIQ o YUV de la imagen, que solo normaliza los niveles de brillo de la imagen.

Fórmulas
Estas fórmulas se aproximan a la conversión entre el espacio de color RGB y YIQ para una versión de NTSC que no es de FCC.

Condiciones previas
Las siguientes fórmulas asumen:

$R, G, B, Y \ in \ left [0,1 \ right], \ quad I \ in \ left [-0.5957,0.5957 \ right], \ quad Q \ in \ left [-0.5226,0.5226 \ right]$
De RGB a YIQ
$\ begin {bmatrix} Y \\ I \\ Q \ end {bmatrix} = \ begin {bmatrix} 0.299 & 0.587 & 0.114 \\ 0.596 & -0.274 & -0.322 \\ 0.211 & -0.523 & 0.312 \ end {bmatrix} \ begin {bmatrix} R \\ G \\ B \ end {bmatrix}$
De YIQ a RGB
$\ begin {bmatrix} R \\ G \\ B \ end {bmatrix} = \ begin {bmatrix} 1 & 0.956 & 0.621 \\ 1 & -0.272 & -0.647 \\ 1 & -1.106 & 1.703 \ end {bmatrix} \ begin {bmatrix} Y \\ I \\ Q \ end {bmatrix}$
Tenga en cuenta que la fila superior es idéntica a la del espacio de color YUV

${\ begin {bmatrix} R \\ G \\ B \ end {bmatrix}} = {\ begin {bmatrix} 1 \\ 1 \\ 1 \ end {bmatrix}} \ implica {\ begin {bmatrix} Y \\ I \\ Q \ end {bmatrix}} = {\ begin {bmatrix} 1 \\ 0 \\ 0 \ end {bmatrix}}$
Norma FCC NTSC
El estándar NTSC contenido en las reglas de la FCC para la transmisión de TV analógica a color por aire usa una matriz ligeramente diferente:

$\ left \ {{\ begin {array} {ccl} E_ {Q} ^ {\ prime} & = & 0.41 (E_ {B} ^ {\ prime} -E_ {Y} ^ {\ prime}) + 0.48 (E_ {R} ^ {\ prime} -E_ {Y} ^ {first)} \\ E_ {I} ^ {\ prime} & = & - 0.27 (E_ {B} ^ {\ prime} -E_ { Y} ^ {\ prime}) + 0.74 (E_ {R} ^ {\ prime} -E_ {Y} ^ {\ prime}) \\ E_ {Y} ^ {\ prime} & = & 0.30E_ {R} ^ {\ prime} + 0.59E_ {G} ^ {\ prime} + 0.11E_ {B} ^ {\ prime} \ end {array}} \ right.$
en notación matricial, ese sistema de ecuaciones se escribe como:

${\ begin {bmatrix} E_ {Y} ^ {first} \\ E_ {I} ^ {\ prime} \\ E_ {Q} ^ {\ prime} \ end {bmatrix}} = {\ begin {bmatrix} 0.30 y 0.59 y 0.11 \\ 0.599 & -0.2773 & -0.3217 \\ 0.213 & -0.5251 & 0.3121 \ end {bmatrix}} {\ begin {bmatrix} E_ {R} ^ {\ prime} \\ E_ {G } ^ {\ prime} \\ E_ {B} ^ {\ prime} \ end {bmatrix}}$
Dónde:

$E_ {Y} ^ {\ prime}$ es el voltaje gamma-corregido de luma.

$E_ {R} ^ {\ prime}$ , $E_ {G} ^ {\ prime}$ y $E_ {B} ^ {\ prime}$ son los voltajes corregidos gamma correspondientes a señales rojas, verdes y azules.

$E_ {I} ^ {\ prime}$ y $E_ {Q} ^ {\ prime}$ son las amplitudes de las componentes ortogonales de la señal de crominancia.

Para convertir de FCC YIQ a RGB:

ER ‘= EY’ + 0.9469 * EI ‘+ 0.6236 * EQ’

EG ‘= EY’ – 0.2748 * EI ‘- 0.6357 * EQ’

EB ‘= EY’ – 1.1 * EI ‘+ 1.7 * EQ’

Reducir progresivamente
Para la radiodifusión en los Estados Unidos, actualmente está en uso solo para las estaciones de televisión de baja potencia, ya que la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) puso fin a la transmisión analógica de potencia total el 12 de junio de 2009. Aún así, estas transmisiones están obligadas por el gobierno federal. se muestra en este extracto de las normas y regulaciones actuales de la FCC, parte 73 «Estándar de transmisión de TV»:

El ancho de banda equivalente asignado antes de la modulación a las señales de diferencia de color EQ ‘y EI’ son las siguientes:
Ancho de banda del canal Q: a 400 kHz menos de 2 dB hacia abajo. A 500 kHz menos de 6 dB hacia abajo. A 600 kHz, al menos 6 dB hacia abajo.
Ancho de banda del canal I: a 1.3 MHz menos de 2 dB hacia abajo. A 3.6 MHz al menos 20 dB de inactividad.