Chrominance

Chrominance (chroma ou C para abreviar) é o sinal usado nos sistemas de vídeo para transmitir as informações de cores da imagem, separadamente do sinal luma acompanhante (ou Y para breve). A cromatina é geralmente representada como dois componentes de diferença de cor: U = B ‘- Y’ (azul – luma) e V = R ‘- Y’ (vermelho – luma). Cada um desses componentes de diferença pode ter fatores de escala e compensações aplicados, conforme especificado pelo padrão de vídeo aplicável.

Em sinais de vídeo composto, os sinais U e V modulam um sinal de subportadora de cor, e o resultado é referido como o sinal de crominância; a fase e a amplitude deste sinal de crominância modulada correspondem aproximadamente ao matiz e à saturação do cor. Em espaços de cores de imagem digital e imagem estática, como Y’CbCr, os componentes de luma e crominância são valores de amostra digitais.

Separar sinais de cor RGB em luma e crominância permite que a largura de banda de cada um seja determinada separadamente. Normalmente, a largura de banda de crominância é reduzida em vídeo composto analógico, reduzindo a largura de banda de uma subportadora de cores modulada e em sistemas digitais por subamostragem croma.

História
A idéia de transmitir um sinal de televisão em cores com componentes distintos de luma e crominância originou-se com Georges Valensi, que patenteou a idéia em 1938. O pedido de patente de Valensi descreveu:

O uso de dois canais, um que transmite a cor predominante (sinal T) e o outro a saída média de brilho (sinal t) de um único transmissor de televisão para ser recebido não só por receptores de televisão a cores fornecidos com o equipamento mais caro necessário, mas também pelo tipo comum de receptor de televisão que é mais numeroso e menos caro e que reproduz as imagens somente em preto e branco.

Os esquemas anteriores para sistemas de televisão a cores, que eram incompatíveis com receptores monocromáticos existentes, transmitiam sinais RGB de várias maneiras.

Padrões de televisão
Na televisão analógica, a crominância é codificada em um sinal de vídeo usando uma freqüência de subportadora. Dependendo do padrão de vídeo, a subportadora de crominância pode ser modulada em amplitude em quadratura (NTSC e PAL) ou modulada em freqüência (SECAM).

No sistema PAL, a subportadora de cores é 4,43 MHz acima do suporte de vídeo, enquanto que no sistema NTSC é 3,58 MHz acima do suporte de vídeo. Os padrões NTSC e PAL são os mais utilizados, embora existam outros padrões de vídeo que empregam diferentes freqüências de subportadoras. Por exemplo, PAL-M (Brasil) usa uma subportadora de 3,58 MHz, e o SECAM usa duas freqüências diferentes, 4,250 MHz e 4,40625 MHz acima do suporte de vídeo.

A presença de crominância em um sinal de vídeo é indicada por um sinal de explosão de cor transmitido no alpendre traseiro, logo após a sincronização horizontal e antes de cada linha de vídeo começar. Se o sinal de rajada de cores fosse visível na tela de televisão, apareceria como uma tira vertical de uma cor azeitona muito escura. Em NTSC e PAL, o matiz é representado por uma mudança de fase do sinal de crominância em relação à explosão de cores, enquanto a saturação é determinada pela amplitude da subportadora. Nos sinais SECAM (R ‘- Y’) e (B ‘- Y’) são transmitidos alternadamente e a fase não importa.

O Chrominance é representado pelo plano de cores U-V em sinais de vídeo PAL e SECAM e pelo plano de cores I-Q no NTSC.

Sistemas digitais
Os sistemas de vídeo digital e fotografia digital às vezes usam uma decomposição luma / chroma para melhorar a compressão. Por exemplo, quando uma imagem digital RGB normal é comprimida através do padrão JPEG, o espaço de cores RGB é primeiro convertido (por uma matriz de rotação) para um espaço de cores YCbCr, porque os três componentes nesse espaço têm menos redundância de correlação e porque os componentes de crominância podem então seja subampleado por um fator de 2 ou 4 para comprimir ainda mais a imagem. Na descompressão, o espaço Y’CbCr é girado de volta para RGB.