Espace colorimétrique YIQ – HiSoUR Art Culture Histoire

YIQ est l’espace colorimétrique utilisé par le système de télévision couleur NTSC, utilisé principalement en Amérique du Nord et centrale et au Japon. I signifie en phase, tandis que Q signifie quadrature, en référence aux composants utilisés dans la modulation d’amplitude en quadrature. Certaines formes de NTSC utilisent maintenant l’espace colorimétrique YUV, qui est également utilisé par d’autres systèmes tels que PAL.

Le composant Y représente l’information luma et est le seul composant utilisé par les récepteurs de télévision en noir et blanc. I et Q représentent l’information de chrominance. Dans YUV, les composantes U et V peuvent être considérées comme des coordonnées X et Y dans l’espace colorimétrique. I et Q peuvent être considérés comme une deuxième paire d’axes sur le même graphique, tourné de 33 °; donc IQ et UV représentent différents systèmes de coordonnées sur le même plan.

Le système YIQ est destiné à tirer parti des caractéristiques de réponse aux couleurs humaines. L’œil est plus sensible aux changements dans la gamme orange-bleu (I) que dans la gamme violet-vert (Q) – donc moins de bande passante pour Q que pour I. Diffusion NTSC limites I à 1,3 MHz et Q à 0,4 MHz . I et Q sont entrelacés en fréquence dans le signal Y à 4 MHz, ce qui réduit la bande passante du signal global à 4,2 MHz. Dans les systèmes YUV, puisque U et V contiennent tous les deux des informations dans la plage orange-bleu, les deux composants doivent avoir la même quantité de bande passante que I pour obtenir une fidélité de couleur similaire.

Très peu de téléviseurs effectuent un véritable décodage I et Q, en raison des coûts élevés d’une telle mise en œuvre. Par rapport aux décodeurs RY et BY moins chers qui ne nécessitent qu’un seul filtre, I et Q requièrent chacun un filtre différent pour satisfaire les différences de bande passante entre I et Q. Ces différences de bande passante nécessitent également que le filtre «I» inclue un décalage temporel retard plus long du filtre ‘Q’. La radio numérique modulaire Rockwell (MDR) était un ensemble de décodage I et Q qui, en 1997, pouvait fonctionner en mode image par image avec un PC ou en temps réel avec le processeur Fast IQ (FIQP).Certains récepteurs de télévision à la maison « Colortrak » de RCA fabriqués vers 1985 utilisaient non seulement le décodage I / Q, mais aussi ses avantages avec ses avantages de filtrage en peigne comme « traitement à 100% » pour fournir plus de contenu original. Auparavant, plus d’une marque de télévision couleur (RCA, Arvin) utilisait le décodage I / Q dans l’année modèle 1954 ou 1955 sur des modèles utilisant des écrans d’environ 13 pouces (mesurés en diagonale). Le téléviseur de projection Advent d’origine utilisait le décodage I / Q. Vers 1990, au moins un fabricant (Ikegami) de moniteurs professionnels de studio a annoncé le décodage I / Q.

Traitement d’image
La représentation YIQ est parfois utilisée dans les transformations de traitement d’image couleur. Par exemple, appliquer une égalisation d’histogramme directement aux canaux dans une image RVB modifierait l’équilibre des couleurs de l’image. Au lieu de cela, l’égalisation de l’histogramme est appliquée au canal Y de la représentation YIQ ou YUV de l’image, ce qui ne fait que normaliser les niveaux de luminosité de l’image.

Formules
Ces formules approchent la conversion entre l’espace colorimétrique RVB et YIQ pour une version non-FCC de NTSC.

Conditions préalables
Les formules suivantes supposent:

$R, G, B, Y \ in \ à gauche [0,1 \ à droite], \ quad I \ in \ à gauche [-0.5957,0.5957 \ right], \ quad Q \ in \ à gauche [-0.5226,0.5226 \ right]$
De RGB à YIQ
$\ begin {bmatrice} Y \\ I \\ Q \ end {bmatrice} = \ begin {bmatrix} 0.299 & 0.587 & 0.114 \\ 0.596 & -0.274 & -0.322 \\ 0.211 & -0.523 & 0.312 \ end {bmatrix} \ begin {bmatrix} R \\ G \\ B \ end {bmatrix}$
Du YIQ au RGB
$\ begin {bmatrice} R \\ G \\ B \ fin {bmatrice} = \ begin {bmatrice} 1 & 0.956 & 0.621 \\ 1 & -0.272 & -0.647 \\ 1 & -1.106 & 1.703 \ end {bmatrix} \ begin {bmatrix} O \\ I \\ Q \ end {bmatrix}$
Notez que la ligne du haut est identique à celle de l’espace colorimétrique YUV

${\ begin {bmatrice} R \\ G \\ B \ fin {bmatrice}} = {\ begin {bmatrice} 1 \\ 1 \\ 1 \ fin {bmatrice}} \ implique {\ begin {bmatrix} Y \\ Je \\ Q \ end {bmatrice}} = {\ begin {bmatrix} 1 \\ 0 \\ 0 \ end {bmatrix}}$
Norme FCC NTSC
La norme NTSC contenue dans les règles de la FCC pour la diffusion de télévision en couleur analogique en direct utilise une matrice légèrement différente:

$\ left \ {{\ begin {tableau} {ccl} E_ {Q} ^ {\ prime} & = & 0.41 (E_ {B} ^ {\ prime} -E_ {Y} ^ {\ prime}) + 0.48 (E_ {R} ^ {\ prime} -E_ {Y} ^ {\ prime}) \\ E_ {I} ^ {\ prime} & = & - 0.27 (E_ {B} ^ {\ prime} -E_ { Y} ^ {\ prime}) + 0.74 (E_ {R} ^ {\ prime} -E_ {Y} ^ {\ prime}) \\ E_ {Y} ^ {\ prime} & = & 0.30E_ {R} ^ {\ prime} + 0.59E_ {G} ^ {\ prime} + 0.11E_ {B} ^ {\ prime} \ end {tableau}} \ right.$
en notation matricielle, ce système d’équation est écrit comme:

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

$E_ {Y} ^ {\ prime}$ est la tension gamma-corrigée de luma.

$E_ {R} ^ {\ prime}$ , $E_ {G} ^ {\ prime}$ et $E_ {B} ^ {\ prime$ sont les tensions gamma-corrigées correspondant aux signaux rouge, vert et bleu.

$E_ {I} ^ {\ prime}$ et $E_ {Q} ^ {\ prime$ sont les amplitudes des composantes orthogonales du signal de chrominance.

Pour convertir de FCC YIQ en 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’

Suppression progressive
En ce qui concerne la radiodiffusion aux États-Unis, elle n’est actuellement utilisée que pour les stations de télévision de faible puissance. La Federal Communications Commission (FCC) a mis fin à la transmission analogique pleine puissance le 12 juin 2009. Elle est toujours mandatée par le gouvernement fédéral pour ces transmissions. montré dans cet extrait de la réglementation actuelle de la FCC partie 73 « standard de transmission TV »:

La bande passante équivalente affectée avant la modulation aux signaux de différence de couleur EQ ‘et EI’ est la suivante:
Bande passante du canal Q: à 400 kHz, moins de 2 dB. À 500 kHz moins de 6 dB vers le bas. À 600 kHz au moins 6 dB vers le bas.
Bande passante du canal I: 1,3 MHz inférieure à 2 dB. À 3,6 MHz au moins 20 dB vers le bas.