YUV: differenze tra le versioni

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Riga 1: {{F\|elettronica\|ottobre 2021}} [[~~Image~~File:YUV UV plane.svg\|thumb\|upright=1.4\|Esempio del piano colore U-V, il valore Y è 0.5, rappresentato all'interno del gamut RGB.]] [[~~Image~~File:Barn-yuv.png\|thumb\|upright=0.7\|L'immagine completa, in alto, è poi scomposta in Y, U e V.]] Lo '''YUV''' è uno [[spazio colore]] utilizzato per la codifica di immagini o video. Concepito per rispecchiare il comportamento della visione umana, permette una [[larghezza di banda]] della [[crominanza]] ridotta: questa tecnica permette una mascheratura più efficiente di eventuali errori di trasmissione o artefatti di compressione, rispetto a una rappresentazione [[RGB]] diretta. ==Terminologia== I termini Y'UV, YUV, [[YCbCr]] e [[YPbPr]] non sempre sono chiari e il loro utilizzo dà luogo a sovrapposizioni. Da un punto di vista storico, i termini YUV e Y'UV si riferiscono alla codifica utilizzata per trasmissione a colori analogica secondo standard ben specifici, mentre”YCbCr” si riferisce alla codifica digitale di video e immagini, come per esempio negli schemi di compressione [[MPEG]] e [[JPEG]]. In epoca moderna, il termine YUV è di uso comune in informatica per descrivere file che contengono video codificato secondo il modello YCbCr. Il modello Y'UV definisce uno [[spazio colore]] utilizzando un componente di [[Luminanza (video)\|luminanza]] (Y') e due componenti di [[crominanza]] (UV). Questo modello è utilizzato negli standard di televisione analogica [[PAL (televisione)\|PAL]] e [[SÉCAM]], mentre la televisione in bianco e nero utilizzava solo il componente Y'. Le informazioni di colore U e V sono aggiunte separatamente tramite una [[sottoportante]], in modo da conservare la compatibilità con ricevitori in bianco e nero. La notazione Y' (luma) differisce da Y (luminanza) in quanto la prima è corretta in [[correzione di gamma\|gamma]] (da cui il simbolo “'”),<ref>Engineering Guideline EG 28, "Annotated Glossary of Essential Terms for Electronic Production," SMPTE, 1993.</ref> e rappresenta quindi un valore di tensione elettrica, mentre la seconda si riferisce a un intento percettivo. Riga 15 ⟶ 14: Il modello [[YPbPr]], utilizzato nel video analogico a [[video a componenti\|componenti]], e la sua versione digitale [[YCbCr]] sono derivate dal modello Y'UV, e talvolta chiamate allo stesso modo. (C<sub>B</sub>/P<sub>B</sub> e C<sub>R</sub>/P<sub>R</sub> sono deviazioni dal grigio sugli assi blu-giallo e rosso-cyan, mentre U e V sono differenze di colore tra blu e rosso e il segnale di luminanza). Lo spazio colore [[YIQ (video)\|Y'IQ]] utilizzato nella televisione analogica [[NTSC]] è correlato allo Y'UV, seppure in una maniera più complessa. ==~~Cenni storici~~Storia== Lo Y'UV fu progettato allo scopo di permettere la trasmissione televisiva a colori, pur conservando la compatibilità con le infrastrutture esistenti, in bianco e nero.<ref>Maller, Joe. [http://joemaller.com/fcp/fxscript_yuv_color.shtml RGB e YUV Color] {{webarchive\|url=https://web.archive.org/web/20080224143835/http://www.joemaller.com/fcp/fxscript_yuv_color.shtml \|data=24 febbraio 2008 }}, ''FXScript Reference''</ref> Questa esigenza comportava la necessità di conservare il segnale di luma Y' già esistente, per cui venne sviluppata una tecnica per aggiungervi i due segnali di crominanza UV. Riga 23 ⟶ 22: Da ricordare anche il fatto che i segnali già trasmessi in bianco e nero occupavano già tutta la banda disponibile sul canale: la mancanza di spazio aggiuntivo rese necessario assegnare una banda minore alla sottoportante di crominanza. L'uso dei segnali UV rispondeva anche a questa esigenza, senza sacrificare la risoluzione disponibile per il segnale Y'.<ref>W. Wharton & D. Howorth, ''Principles of Television Reception'', Pitman Publishing, 1971, pp 161-163</ref> ==Sistemi luminanza/crominanza, ~~cenni~~aspetti generali== Il vantaggio principale dei sistemi luma/chroma come lo Y'UV e i suoi derivati [[YIQ (video)\|Y'IQ]] e [[YDbDr]], è la compatibilità con i sistemi in bianco e nero (in buona parte dovuta al lavoro di [[Georges Valensi]]). Il canale Y' conserva quasi tutti i dati ripresi dalle telecamere in bianco e nero, e produce un segnale adatto alla ricezione su vecchi sistemi, semplicemente scartando i canali U e V. Su un televisore a colori, sono utilizzati tutti e tre i canali, ripristinando le informazioni originali RGB. Un altro vantaggio dello Y'UV è la compressione, e il conseguente notevole risparmio di [[banda passante]], che si ottiene scartando alcune informazioni di colore cui l'occhio umano non è molto sensibile. Buona parte del dettaglio percepito, infatti, è data dalle informazioni sui livelli luminosi presenti nel segnale di luminanza. Di conseguenza, i segnali U e V possono essere compressi in maniera sostanziale. Nei sistemi [[PAL (televisione)\|PAL]] e [[NTSC]](YIQ) la crominanza occupa una banda notevolmente inferiore a quella della luminanza. Questa caratteristica è stata mantenuta in tutti i sistemi analogici e anche nella maggior parte di quelli digitali, dove si usa il [[sottocampionamento della crominanza]], dimezzando la risoluzione delle informazioni di colore. Questo schema, noto come [[4:2:2]], è il più comune. Dal punto di vista storico, è interessante notare la notazione 4:x:x che deriva dai primi sistemi NTSC che campionavano le informazioni di colore a una risoluzione pari a un quarto di quelle luminanza (4:1:1). Solo i sistemi di alta gamma, a tutt'oggi, sono in grado di campionare le informazioni di luminanza e crominanza con la stessa risoluzione (4:4:4). Riga 36 ⟶ 35: ==Confusione con Y'CbCr== Lo YUV è usato molto spesso come sinonimo di [[YCbCr]]. Si tratta tuttavia di formati differenti, uno analogico e l'altro digitale, con fattori di scalatura diversi tra loro.<ref>{{Cita pubblicazione\|url=http://www.poynton.com/papers/YUV_and_luminance_harmful.html\|accesso=22 agosto 2008\|titolo=YUV e luminance considered harmful\|data=19 giugno 1999\|nome=Charles\|cognome=Poynton}}</ref>▼ ▲Lo YUV è usato molto spesso come sinonimo di [[YCbCr]]. Si tratta tuttavia di formati differenti, uno analogico e l'altro digitale, con fattori di scalatura diversi tra loro.<ref>{{Cita pubblicazione\|url=http://www.poynton.com/papers/YUV_and_luminance_harmful.html ~~\|accesso=22 agosto 2008~~ ~~\|titolo=YUV e luminance considered harmful~~ ~~\|data=19 giugno 1999~~ ~~\|nome=Charles~~ ~~\|cognome=Poynton~~ ~~}}</ref>~~ Nei sistemi digitali, il modello Y'CbCr è il più comunemente utilizzato sia per la compressione che per la trasmissione, in particolare per le applicazioni video ma anche più in generale ogni volta che si trattino immagini. È piuttosto frequente nei sistemi informatici usare il termine YUV al posto del corretto Y'CbCr, e questa pratica è probabilmente all'origine della confusione. Per esempio, il diffuso sistema di compressione [[MPEG]], utilizzato nei DVD e nella [[Digital Video Broadcasting\|trasmissione digitale]], utilizza di solito un modello Y'CrCb, ma viene spesso indicato come YUV. Riga 102 ⟶ 94: </math> ~~===Note===~~ I pesi usati per calcolare Y' (riga superiore della matrice) sono identici a quelli usati per lo spazio colore [[YIQ (video)\|Y'IQ]]. Riga 116 ⟶ 107: ==Tipi di campionamento== {{~~main~~Vedi anche\|sottocampionamento della crominanza}} Per ottenere un segnale digitale, le immagini Y'UV possono essere [[Campionamento (teoria dei segnali)\|campionate]] in parecchi modi diversi. Come già detto, il più comune è il 4:2:2, ma anche il 4:2:0 o il 4:1:1 sono abbastanza diffusi. Riga 188 ⟶ 179: I valori Y' sono convenzionalmente spostati e scalati nella gamma [16, 235] (chiamati “valori di studio”) piuttosto che nella gamma completa [0, 255]. Si tratta di una pratica che deriva dagli standard [[MPEG]], che spiega come mai 16 sia sommato al valore di Y' e perché il coefficiente Y' nella trasformazione di base venga sommato a 220 e non a 255. I valori U e V, che possono essere positivi o negativi, vengono sommati a 128 allo scopo di renderli sempre numeri positivi.<ref>{{Cita libro\| titolo = Video Demystified\| anno = 1993\| url = https://archive.org/details/videodemystified00jack\| autore = Keith Jack\| isbn=1-878707-09-4}}</ref> ~~\| titolo = Video Demystified~~ ~~\| autore = Keith Jack~~ ~~\| isbn=1-878707-09-4~~ ~~}}</ref>~~ == Note == <references /> ==Altri progetti== {{interprogetto}} ==Collegamenti esterni== * {{cita web \| 1 = http://www.fourcc.org/yuv.php \| 2 = Explanation of many different formats in the Y'UV family \| accesso = 10 giugno 2012 \| dataarchivio = 29 maggio 2014 \| urlarchivio = https://web.archive.org/web/20140529202052/http://www.fourcc.org/yuv.php \| urlmorto = sì }} * Poynton, Charles. [http://www.poynton.com/Poynton-video-eng.html Video engineering] * Poynton, Charles, Digital Video and HD: Algorithms and Interfaces, Morgan Kaufmann 2012 Riga 207 ⟶ 197: {{SpazioColore}} {{Portale\|scienza e tecnica}} [[Categoria:Spazi di colori]]