Chrominance (цветная или C для короткого) — это сигнал, используемый в видеосистемах для передачи цветовой информации изображения отдельно от сопроводительного сигнала яркости (или Y для краткости). Хроминанс обычно представлен в виде двух цветоразностных компонентов: U = B ‘- Y’ (синяя — яркость) и V = R ‘- Y’ (красная — яркость). Каждый из этих разностных компонентов может иметь масштабные коэффициенты и смещения, применяемые к нему, как указано применимым стандартом видео.

В композитных видеосигналах сигналы U и V модулируют сигнал цветной поднесущей, и результат упоминается как сигнал цветности; фаза и амплитуда этого модулированного сигнала цветности соответствуют примерно оттенку и насыщенности цвета. В цветовых пространствах цифрового видео и неподвижного изображения, таких как Y’CbCr, компоненты яркости и цветности являются цифровыми значениями выборки.

Разделение цветовых сигналов RGB на яркость и цветность позволяет определить пропускную способность каждого из них отдельно. Как правило, ширина полосы цветности уменьшается в аналоговом композитном видео, уменьшая полосу пропускания модулированной цветовой поднесущей, а в цифровых системах — путем подвыборки цветности.

история
Идея передачи цветного телевизионного сигнала с четкими компонентами яркости и цветности возникла у Жоржа Валенси, который запатентовал эту идею в 1938 году. В патентной заявке Валенси описалось:

Использование двух каналов, один передающий преобладающий цвет (сигнал Т), а другой средний блеск (сигнал t), выводимый из одного телевизионного передатчика, который должен приниматься не только цветными телевизионными приемниками, снабженными необходимым более дорогим оборудованием, но также обычным типом телевизионного приемника, который является более многочисленным и менее дорогостоящим, и который воспроизводит только черно-белые изображения.

Предыдущие схемы для систем цветного телевидения, которые были несовместимы с существующими монохромными приемниками, передавали сигналы RGB различными способами.

Телевизионные стандарты
В аналоговом телевидении цветность кодируется в видеосигнал с использованием частоты поднесущей. В зависимости от стандартного видеосигнала поднесущая цветности может быть либо квадратурно-амплитудно-модулированной (NTSC и PAL), либо частотно-модулированной (SECAM).

В системе PAL цветная поднесущая на 4,43 МГц выше видео-несущей, а в системе NTSC — на 3,58 МГц выше видеоносителя. Стандарты NTSC и PAL наиболее часто используются, хотя существуют другие видеостандарты, которые используют разные частоты поднесущих. Например, PAL-M (Бразилия) использует поднесущую 3,58 МГц, а SECAM использует две разные частоты, 4,250 МГц и 4,40625 МГц выше видеоносителя.

Наличие цветности в видеосигнале указывается сигналом цветовой синхронизации, передаваемым на заднем крыльце, сразу после горизонтальной синхронизации и перед началом каждой линии видео. Если сигнал цветовой синхронизации был виден на телевизионном экране, он выглядел бы как вертикальная полоска очень темного оливкового цвета. В NTSC и PAL оттенок представлен сдвигом фазы сигнала цветности относительно цветового пакета, в то время как насыщение определяется амплитудой поднесущей. В SECAM (R ‘- Y’) и (B ‘- Y’) сигналы передаются попеременно, и фаза не имеет значения.

Хроминанс представлен цветной плоскостью U-V в видеосигналах PAL и SECAM, а также цветной плоскостью I-Q в NTSC.

Цифровые системы
Системы цифрового видео и цифровой фотосъемки иногда используют разложение яркости / цветности для улучшения сжатия. Например, когда обычное цифровое изображение RGB сжимается по стандарту JPEG, цветовое пространство RGB сначала преобразуется (матрицей поворота) в цветовое пространство YCbCr, потому что три компонента в этом пространстве имеют меньшую избыточность корреляции и потому что компоненты цветности могут затем быть подвыбранным в 2 или 4 раза для дальнейшего сжатия изображения. При распаковке пространство Y’CbCr поворачивается обратно в RGB.