Espaço de cores YIQ – HiSoUR Arte Cultura Exposição

O YIQ é o espaço de cores usado pelo sistema de TV em cores NTSC, empregado principalmente na América do Norte e Central e no Japão. Eu defendo in-phase, enquanto Q significa quadratura, referindo-se aos componentes usados na modulação de amplitude em quadratura. Algumas formas de NTSC agora usam o espaço de cor YUV, que também é usado por outros sistemas, como o PAL.

O componente Y representa a informação do luma e é o único componente utilizado pelos receptores de televisão a preto e branco. I e Q representam as informações de crominância. Em YUV, os componentes U e V podem ser considerados como coordenadas X e Y dentro do espaço de cores. I e Q podem ser considerados como um segundo par de eixos no mesmo gráfico, girados em 33 °; portanto, QI e UV representam diferentes sistemas de coordenadas no mesmo plano.

O sistema YIQ destina-se a tirar proveito das características de resposta da cor humana. O olho é mais sensível a alterações na faixa laranja-azul (I) do que na faixa verde-púrpura (Q) – portanto, menos largura de banda é necessária para Q do que para I. Broadcast NTSC limita I a 1,3 MHz e Q a 0,4 MHz . I e Q são intercalados em freqüência no sinal Y de 4 MHz, o que mantém a largura de banda do sinal total abaixo de 4,2 MHz. Nos sistemas YUV, como U e V contêm informações na faixa laranja-azul, os dois componentes devem receber a mesma largura de banda que eu para obter uma fidelidade de cores semelhante.

Muito poucos aparelhos de televisão executam a decodificação I e Q real, devido aos altos custos de tal implementação. Comparado com a descodificação RY e BY mais barata que requer apenas um filtro, I e Q requerem um filtro diferente para satisfazer as diferenças de largura de banda entre I e Q. Estas diferenças de largura de banda também exigem que o filtro ‘I’ inclua um atraso de tempo para corresponder ao filtro. atraso maior do filtro ‘Q’. O Rockwell Modular Digital Radio (MDR) era um conjunto de decodificação I e Q, que em 1997 podia operar no modo frame-a-time com um PC ou em tempo real com o Processador Fast IQ (FIQP). Alguns receptores de TV em casa “Colortrak” RCA feitos em 1985 não só usaram decodificação I / Q, mas também anunciaram seus benefícios juntamente com seus benefícios de filtragem combinada como “100 por cento de processamento” para fornecer mais conteúdo de imagem colorida original.Anteriormente, mais de uma marca de TV a cores (RCA, Arvin) usava a decodificação de I / Q nos anos de 1954 ou 1955 em modelos que utilizavam telas de cerca de 13 polegadas (medidas na diagonal). A televisão original de projeção do advento usava a decodificação de I / Q. Por volta de 1990, pelo menos um fabricante (Ikegami) de monitores de imagem de estúdio profissionais anunciava a decodificação de I / Q.

Processamento de imagem
Às vezes, a representação YIQ é empregada em transformações de processamento de imagens coloridas. Por exemplo, aplicar uma equalização de histograma diretamente aos canais em uma imagem RGB alteraria o equilíbrio de cores da imagem. Em vez disso, a equalização do histograma é aplicada ao canal Y da representação YIQ ou YUV da imagem, o que apenas normaliza os níveis de brilho da imagem.

Fórmulas
Essas fórmulas aproximam a conversão entre o espaço de cores RGB e o YIQ para uma versão não-FCC do NTSC.

Condições prévias
As seguintes fórmulas assumem:

$R, G, B, Y \ em \ left [0,1 \ right], \ quad I \ em \ left [-0.5957,0.5957 \ right], \ quad Q \ em \ left [-0.5226,0.5226 \ right]$
Do RGB ao YIQ
$\ begin {bmatrix} Y \\ I \\ Q \ end {bmatrix} = \ begin {bmatrix} 0,299 e 0,587 e 0,114 \\ 0,596 e -0,274 e -0,322 \\ 0,211 e -0,523 e 0,312 \ end {bmatrix} \ begin {bmatrix} R \\ G \\ B \ end {bmatrix}$
Do YIQ ao RGB
$\ begin {bmatrix} R \\ G \\ B \ end {bmatrix} = \ begin {bmatrix} 1 & 0,956 & 0,621 \\ 1 & -0,272 & -0,647 \\ 1 & -1,106 e 1,703 \ end {bmatrix} \ begin {bmatrix} Y \\ Eu \\ Q \ end {bmatrix}$
Observe que a linha superior é idêntica à do espaço de cores YUV

${\ begin {bmatrix} R \\ G \\ B \ end {bmatrix}} = {\ begin {bmatrix} 1 \\ 1 \\ 1 \ end {bmatrix}} \ implica {\ begin {bmatrix} Y \\ Eu \\ Q \ end {bmatrix}} = {\ begin {bmatrix} 1 \\ 0 \\ 0 \ end {bmatrix}}$
Norma FCC NTSC
O padrão NTSC contido nas regras da FCC para transmissões de TV a cores analógicas via ar usa uma matriz ligeiramente diferente:

$\ left \ {{\ begin {array} {ccl} E_ {Q} ^ {\ primo} & = & 0.41 (E_ {B} ^ {\ primo} -E_ {Y} ^ {\ primo}) + 0.48 (E_ {R} ^ {\ primo} -E_ {Y} ^ {\ prime}) \\ E_ {I} ^ {\ prime} & = & - 0.27 (E_ {B} ^ {\ prime} -E_ { Y} ^ {\ primo}) + 0.74 (E_ {R} ^ {\ primo} -E_ {Y} ^ {\ primo}) \\ E {Y} ^ {\ primo} & = & 0.30E_ {R} ^ {\ prime} + 0.59E_ {G} ^ {\ prime} + 0.11E_ {B} ^ {\ primo} \ end {array}} \ right.$
em notação matricial, esse sistema de equações é escrito como:

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

$E_ {Y} ^ {\ prime}$ é a voltagem corrigida gama da luma.

$E_ {R} ^ {\ prime}$ , $E_ {G} ^ {\ prime}$ e $E_ {B} ^ {\ prime}$ são as tensões corrigidas em gama correspondentes aos sinais vermelho, verde e azul.

$E_ {I} ^ {\ prime}$ e $E_ {Q} ^ {\ prime}$ são as amplitudes dos componentes ortogonais do sinal de crominância.

Para converter do FCC YIQ para 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’

Acabar
Para transmissão nos Estados Unidos, atualmente está em uso apenas para estações de televisão de baixa potência, uma vez que a transmissão analógica de potência total foi finalizada pela Comissão Federal de Comunicações (FCC) em 12 de junho de 2009. Ela ainda está sob mandato federal para essas transmissões. mostrado neste excerto das regras e regulamentos atuais da FCC, parte 73 “Padrão de transmissão de TV”:

A largura de banda equivalente atribuída antes da modulação para os sinais de diferença de cor EQ ′ e EI ′ é a seguinte:
Largura de banda do canal Q: A 400 kHz a menos de 2 dB para baixo. A 500 kHz a menos de 6 dB para baixo. A 600 kHz pelo menos 6 dB para baixo.
Largura de banda do canal I: A 1,3 MHz, menos de 2 dB para baixo. Em 3,6 MHz, pelo menos, 20 dB para baixo.