YCbCr रंग रिक्त स्थान

YCbCr, वाईसीबीसीआर , या वाई पीबी / सीबी पीआर / सीआर , जिसे यूसी बी सी आर या वाईसीसी बी सी आर के रूप में भी लिखा गया है, यह रंगीन रिक्त स्थान का एक परिवार है जिसका उपयोग वीडियो और डिजिटल फोटोग्राफी में रंग की छवि पाइप लाइन के हिस्से के रूप में किया जाता है। सिस्टम। वाई ‘लूमा घटक है और सीबी और सीआर नीले अंतर और लाल अंतर वाले क्रोमा घटक हैं। वाई ‘(प्राइम के साथ) वाई से प्रतिष्ठित है, जो चमक है, जिसका अर्थ है कि प्रकाश की तीव्रता गेंमा के आधार पर एनलाइन एन्कोडेड है, आरजीबी प्राथमिकताओं

Y’CbCr रंग रिक्त स्थान किसी आरजीबी रंगीन स्थान से एक गणितीय समन्वय परिवर्तन द्वारा परिभाषित किया गया है। यदि अंतर्निहित आरजीबी रंग स्थान पूर्ण है, तो Y’CbCr रंग स्थान एक पूर्ण रंग स्थान है; इसके विपरीत, यदि आरजीबी स्थान बीमार-परिभाषित है, तो Y’CbCr है

दलील
कैथोड रे ट्यूब डिस्प्ले लाल, हरे, और नीले रंग के वोल्टेज संकेतों से प्रेरित होते हैं, लेकिन इन आरजीबी संकेतों को भंडारण और संचरण के लिए एक प्रतिनिधित्व के रूप में कुशल नहीं हैं, क्योंकि उनके पास अतिरेक है

YCbCr और Y’CbCr रंग प्रसंस्करण और अवधारणात्मक एकरूपता के लिए एक व्यावहारिक अनुमान हैं, जहां प्राथमिक, लाल, हरे और नीले रंग से संबंधित प्राथमिक रंग को प्रत्यक्ष रूप से अर्थपूर्ण जानकारी में संसाधित किया जाता है। ऐसा करने से, बाद में छवि / वीडियो प्रोसेसिंग, ट्रांसमिशन और स्टोरेज संचालन कर सकती है और गलती से सार्थक तरीके से त्रुटियों का परिचय कर सकती है। Y’CbCr का उपयोग एक ल्यूमा सिग्नल (वाई) को अलग करने के लिए किया जाता है जिसे उच्च बैंडविड्थ पर संचरित किया जा सकता है या उच्च बैंडविड्थ पर संचरित किया जा सकता है, और दो क्रोमा घटकों (सीबी और सीआर) जो बैंडविड्थ-कम, सबस्प्लेड, संपीड़ित या अन्य रूप से हो सकते हैं बेहतर प्रणाली दक्षता के लिए अलग से इलाज किया गया

एक व्यावहारिक उदाहरण “काले और सफेद” की तुलना में “रंग” को आवंटित बैंडविड्थ या संकल्प को कम करना होगा, क्योंकि मनुष्य काले और सफेद जानकारी (दाईं ओर चित्र उदाहरण देखें) के प्रति अधिक संवेदनशील हैं। इसे क्रोमा सेसैमलिंग कहा जाता है

YCbCr
YCbCr को कभी-कभी YCC को संक्षेपित किया जाता है एनालॉग घटक वीडियो के लिए इस्तेमाल होने पर Y’CbCr को अक्सर वाईपीबीपीआर कहा जाता है, यद्यपि Y’CbCr शब्द का उपयोग प्राइम के साथ या बिना दोनों प्रणालियों के लिए किया जाता है।

Y’CbCr अक्सर YUV रंग अंतरिक्ष के साथ उलझन में है, और आमतौर पर शब्द YCbCr और YUV एकांतर उपयोग किए जाते हैं, जिससे कुछ भ्रम पैदा हो जाते हैं। मुख्य अंतर यह है कि YUV एनालॉग है और YCbCr डिजिटल है

Y’CbCr सिग्नल (स्केलिंग से पहले और डिजिटल फॉर्म में सिग्नल लगाने के लिए ऑफ़सेट) को वाईपीबीपी कहा जाता है, और तीन परिभाषित स्थिरांक केआर, केजी, और केबी के उपयोग से संबंधित गामा समायोजित आरजीबी (लाल, हरे और नीले) स्रोत से बनाया जाता है। निम्नलिखित नुसार:


जहां के आर , के जी , और के बी सामान्यतः इसी आरजीबी अंतरिक्ष की परिभाषा से प्राप्त हुए हैं, और उन्हें संतुष्ट करने की आवश्यकता है  । (बराबर मैट्रिक्स हेरफेर को अक्सर “रंग मैट्रिक्स” के रूप में जाना जाता है।)

यहां, प्रमुख ‘प्रतीकों का अर्थ है कि गामा सुधार का उपयोग किया जा रहा है; इस प्रकार आर ‘, जी’ और ‘बी’ नाममात्र रूप से 0 से 1 के बीच होती है, 0 न्यूनतम तीव्रता का प्रतिनिधित्व करते हैं (जैसे, रंग का रंग दिखाने के लिए) और 1 अधिकतम (उदाहरण के लिए, रंग सफेद रंग के प्रदर्शन के लिए)। परिणामी लूमा (वाई) मान के बाद 0 से 1 के बीच एक मामूली सीमा होगी, और क्रोमा (पीबी और पीआर) मूल्यों में -0.5 से +0.5 तक नाममात्र श्रेणी होगी। रिवर्स रूपांतरण प्रक्रिया को आसानी से उपरोक्त समीकरणों को चालू कर सकते हैं।

जब डिजिटल रूप में सिग्नल का प्रतिनिधित्व करते हैं, तो परिणाम स्केल और गोल होते हैं, और ऑफ़सेट आमतौर पर जोड़ दिए जाते हैं। उदाहरण के लिए, वाई ‘घटक प्रति विनिर्देश (जैसे एमपीईजी -2) पर लागू स्केलिंग और ओफ़्सेट का परिणाम काले के लिए 16 के मूल्य और 8-बिट प्रतिनिधित्व का उपयोग करते समय सफेद के लिए 235 का मान होता है। मानक में सीबी और सीआर के 8-बिट डिजीटल संस्करण 16 से 240 की एक अलग रेंज तक बढ़ाए गए हैं। परिणामस्वरूप, अंश (235-16) / (240-16) = 21 9/224 द्वारा पुन: संकलन किया जाता है, जब कभी रंग मैट्रिक्सिंग करना होता है या YCbCr अंतरिक्ष में प्रसंस्करण, जिसके परिणामस्वरूप परिमाणीकरण विकृतियां होती हैं जब बाद में प्रसंस्करण उच्च बिट गहराई का उपयोग नहीं किया जाता है।

स्केलिंग जो इनपुट डेटा की नाममात्र रेंज के प्रतिनिधित्व के लिए वांछनीय होने की तुलना में डिजिटल मूल्यों की एक छोटी श्रेणी के उपयोग में परिणाम देता है, अवांछनीय क्लिपिंग की आवश्यकता के बिना प्रसंस्करण के दौरान कुछ “ओवरहॉट” और “अंडरशूट” की अनुमति देता है। यह “हेड-रूम” और “टो-रूम” का इस्तेमाल नाममात्र रंग के विस्तार के लिए भी किया जा सकता है, जैसा कि एक्सवाईवाईसीसी द्वारा निर्दिष्ट किया गया है।

मूल्य 235 में 255 – 235 = 20 या 20 / (235 – 16) = 9.1% का अधिकतम से अधिक काले-टू-व्हाइट ओवरहेट है, जो सैद्धांतिक अधिकतम ओवरशूट (गिब्स की घटना) से लगभग 8.9% अधिकतम कदम पैर की अंगुली का कमरा छोटा है, केवल 16/21 9 = 7.3% अधिकोषण की अनुमति है, जो सैद्धांतिक अधिकतम 8 8% से अधिक है।

चूंकि वाईसीबीसीआर को परिभाषित समीकरण एक तरह से बनते हैं जो संपूर्ण नाममात्र आरजीबी रंग घन को घुमाते हैं और इसे एक बड़े (बड़े) वाईसीबीसीआर रंग क्यूब के भीतर फ़िट करने के लिए तब्दील करते हैं, ये YCbCr रंग घन के भीतर कुछ बिंदु हैं, जो संबंधित आरजीबी डोमेन में प्रतिनिधित्व नहीं किया जा सकता है (कम से कम नाममात्र आरजीबी श्रेणी में नहीं) यह कुछ YCbCr संकेतों को सही ढंग से व्याख्या और प्रदर्शित करने का निर्धारण करने में कुछ कठिनाई का कारण बनता है। बीसी .70 9 ग्राम के बाहर रंगों को एनकोड करने के लिए इन सीमाओं के वाईसीबीसीआर मान एक्सवाईवाईसीसी द्वारा उपयोग किए जाते हैं।

आरजीबी को वाईसीबीसीआर रूपांतरण

आईटीयू-आर बीटी 601 रूपांतरण
आईटीयू-आर बीटी .601 (पूर्व में सीसीआईआर 601) डिजिटल घटक वीडियो के उपयोग के लिए मानक-परिभाषा टेलीविजन उपयोग के लिए परिभाषित Y’CbCr का रूप इसी प्रकार आरजीबी स्पेस से लिया गया है:


उपरोक्त स्थिरांक और सूत्रों से, निम्नलिखित आईटीयू-आर बीटी 601 के लिए प्राप्त किया जा सकता है।

एनालॉग YPbPr एनालॉग R’G’B ‘से ​​निम्नानुसार व्युत्पन्न है:


डिजिटल Y’CbCr (प्रति नमूना 8 बिट्स) एनालॉग R’G’B से ली गई है:


या बस घटक के अनुसार


परिणामी सिग्नल की सीमा 16 से 235 के बीच होती है जो कि वाई (सीबी और सीआर श्रेणी 16 से 240 तक होती है); 0 से 15 के मूल्यों को फुटरूम कहते हैं, जबकि 236 से 255 के मूल्यों को हेडरूम कहा जाता है।

वैकल्पिक रूप से, डिजिटल वाई’सीबीसीआर डिजिटल आरडगैडबैड (8 बिट्स प्रति नमूना, प्रत्येक का उपयोग करके शून्य का प्रतिनिधित्व करने वाला शून्य और काले रंग का 255 प्रतिनिधित्व करता है) निम्न समीकरणों के अनुसार प्राप्त किया जा सकता है:


उपरोक्त सूत्र में, स्केलिंग कारकों को गुणा किया जाता है  । यह हर मूल्य में 256 के लिए अनुमति देता है, जिसे एक एकल बिट्सफ़्ट द्वारा गणना की जा सकती है।

यदि आरड गड बी डी डिजिटल सोफिया में फुटरूम और हेडरूम शामिल हैं, तो 16 ऑफसेट पैररूम को प्रत्येक सिग्नल से पहले घटाया जाना चाहिए, और एक स्केल फ़ैक्टर  समीकरणों में शामिल होने की जरूरत है

व्युत्क्रम परिणत है:


किसी भी दौर के बिना व्युत्क्रम परिणत (आईटीयू-आर बीटी 601 सिफारिश से सीधे आने वाले मानों का उपयोग करना) है:


Y’CbCr का यह रूप मुख्यतः पुराने मानक-परिभाषा टेलीविजन प्रणालियों के लिए उपयोग किया जाता है, क्योंकि यह एक आरजीबी मॉडल का उपयोग करता है जो पुरानी सीआरटीज़ के फॉस्फोर उत्सर्जन विशेषताओं को फिट करता है।

आईटीयू-आर बीटी .709 रूपांतरण
आईटीयू-आर बीटी। 70 9 मानक में मुख्य रूप से एचडीटीवी उपयोग के लिए Y’CbCr का एक अलग रूप निर्दिष्ट है। नए रूप का उपयोग कुछ कंप्यूटर-डिस्प्ले उन्मुख अनुप्रयोगों में भी किया जाता है। इस मामले में, केबी और आर के मूल्य अलग-अलग होते हैं, लेकिन उनका उपयोग करने के लिए सूत्र समान होते हैं। आईटीयू-आर बीटी .709 के लिए, स्थिरांक हैं:


YCBCCr का यह रूप एक आरजीबी मॉडल पर आधारित है जो कि नए सीआरटी और अन्य आधुनिक डिस्प्ले उपकरणों के फॉस्फोर उत्सर्जन विशेषताओं में अधिक बारीकी से फिट बैठता है।

आर ‘, जी’ और ‘बी’ सिग्नल की परिभाषाएं बीटी .70 9 और बीटी 601 के बीच भी भिन्न हैं, और बीटी 601 के भीतर अलग हैं, उपयोग में टीवी सिस्टम के प्रकार के आधार पर (625-लाइन पीएएल और सेकंडम में या 525-एनटीएससी के रूप में लाइन), और अन्य विशिष्टताओं में आगे भिन्न। अलग-अलग डिज़ाइनों में आर, जी, और बी क्रोमैटिटीटी निर्देशांक की परिभाषा में अंतर, संदर्भ सफेद बिंदु, समर्थित सीमा सीमा, आर ‘, जी’ और बी ‘आर’ से प्राप्त करने के लिए सटीक गामा प्री-मुआवजा फ़ंक्शंस, जी, और बी, और स्केलिंग और ऑफ़सेट में आर’जीबी ‘से Y’CbCr तक रूपांतरण के दौरान आवेदन किया जाना चाहिए इसलिए एक फॉर्म से दूसरे तक Y’CbCr का उचित रूपांतरण केवल एक मैट्रिक्स को चालू करने और दूसरे को लागू करने की बात नहीं है वास्तव में, जब Y’CbCr आदर्श रूप से डिज़ाइन किया गया है, तो केबी और केआर के मूल्य आरजीबी रंग प्राथमिक संकेतों के सटीक विनिर्देश से प्राप्त होते हैं, ताकि luma (वाई) सिग्नल एक गामा समायोजित माप के रूप में निकट से मेल खाती है (आम तौर पर सीआईई 1 9 31 माप पर मानवीय दृश्य प्रणाली के रंग उत्तेजनाओं के लिए माप के आधार पर)।

आईटीयू-आर बीटी 2020 रूपांतरण
आईटीयू-आर बीटी 2020 मानक दोनों गामा को परिभाषित करता है Y’CbCr और YCBCCrc नामक YCbCr के रैखिक-एन्कोडेड संस्करण। YcCbcCrc उपयोग किया जा सकता है जब सर्वोच्च प्राथमिकता luminance जानकारी का सबसे सटीक प्रतिधारण है। YcCbcCrc के लिए, गुणांक निम्न हैं:


जेपीईजी रूपांतरण
जेपीईपी के जेएफआईएफ प्रयोग में वाई’सीबीसीआर का समर्थन किया गया है जहां वाई, सीबी और सीआर में [0 … 255] का पूर्ण 8-बिट रेंज है। नीचे रूपांतरण समीकरण सटीक के छह दशमलव अंकों के लिए व्यक्त किए गए हैं। (आदर्श समीकरणों के लिए, आईटीयू-टी टी 871 देखें।) ध्यान दें कि निम्न सूत्रों के लिए, प्रत्येक इनपुट (आर, जी, बी) की सीमा भी [0 … 255] की पूर्ण 8-बिट श्रेणी है।


और वापस:

वाई = 0.5 पर सीबीसीआर विमान

वाई = 0.5

नोट: जब वाई = 0, आर, जी और बी सभी शून्य होने चाहिए, इस तरह सीबी और सीआर केवल शून्य हो सकते हैं। इसी तरह, जब Y = 1, R, G और B को 1 होना चाहिए, इस तरह सीबी और सीआर केवल शून्य हो सकते हैं।

आर, जी और बी के विपरीत, वाई, सीबी और सीआर मूल्य स्वतंत्र नहीं हैं; YCbCr मूल्यों को चुनते हुए मनमाने ढंग से आरजीबी मूल्यों में से एक या उससे अधिक हो सकते हैं जो शून्य से बाहर हैं, यानी 1.0 से अधिक या 0.0 से कम है।

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