Esempio: colori standard delle immagini televisive

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Utilizzare le funzioni rgb_to_yiq, rgb_to_ycbcr, yiq_to_rgb e ycbcr_to_rgb per modificare i colori delle immagini.

Gli argomenti di queste funzioni sono matrici di colori di una rappresentazione e le funzioni restituiscono matrici di colori equivalenti in una diversa rappresentazione.

La maggior parte delle immagini a colori generate dai computer è in formato RGB, dove ogni pixel è rappresentato da tre numeri relativi alle intensità di rosso, verde e blu, che sommati insieme formano il colore del pixel. Tuttavia, il formato RGB non è utilizzato nella televisione a colori. Vi sono invece vari standard di rappresentazione dei colori in cui sono previsti un valore di luminanza o luminosità (simbolo Y) utilizzato per le televisioni in bianco e nero e due valori di crominanza o colore.

Il sistema di visione umano distingue meno chiaramente la variazione spaziale del colore rispetto alla luminosità. Anziché utilizzare il formato RGB, è pertanto preferibile utilizzare un singolo canale per la luminosità (luma) e altri due canali per le informazioni sul colore. Per comprimere le immagini è sufficiente semplicemente sottocampionare le informazioni sul colore senza perdita di molta qualità percettiva. È possibile utilizzare diversi tipi di canali e tra i più comuni vi sono YIQ e YUV, dove Y rappresenta il valore di luminanza percepita (luma) e IQ e UV sono i canali croma (informazioni relative a colore e luminanza di cui è possibile ridurre la frequenza di campionamento). Per le apparecchiature video standard, sia digitali che analogiche, viene utilizzato questo tipo di compressione.

Per informazioni sull'utilizzo di questo esempio, fare riferimento a Esempi di elaborazione delle immagini.

Trasformazione di RGB in YIQ

In America del nord, il National Television System Committee (NTSC) ha adottato uno standard noto come YIQ, che rappresenta una trasformazione lineare di RGB, come indicato di seguito.

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È possibile regolare i valori di RGB_in e YIQ_in indicati in precedenza e analizzare gli output equivalenti di YIQ e RGB. I valori RGB calcolati si arrotondano in genere al valore intero più vicino.

rgb_to_yiq e yiq_to_rgb

Utilizzare queste funzioni per trasformare le matrici di immagini RGB in YIQ e viceversa.

1. Leggere un'immagine RGB.

(planet_ppm.bmp)

2. Convertire l'immagine RGB in YIQ e di nuovo in RGB e quindi verificare che l'immagine risultante sia identica a quella originale.

(planet_yiq_rgb.bmp)

Standard televisivo digitale CCIR 601

Lo standard CCIR 601 consente di archiviare le immagini in formato YCbCr. Questo formato è una trasformazione lineare di RGB con un intervallo di output più uniforme.

<region id="ID0EY3KY" top="2496" left="24" height="26.414" width="333.443333333333" xml:lang="it" xmlns="http://schemas.mathsoft.com/worksheet50">
  <math xml:lang="it">
    <define xml:lang="it" xmlns="http://schemas.mathsoft.com/math50">
      <id xml:lang="it" label="None">RGB_out</id>
      <apply xml:lang="it">
        <mult xml:lang="it" />
        <apply xml:lang="it">
          <mult xml:lang="it" />
          <real xml:lang="it">255</real>
          <apply xml:lang="it">
            <pow xml:lang="it" />
            <id xml:lang="it">YCbCr_coeff</id>
            <real xml:lang="it">-1</real>
          </apply>
        </apply>
        <parens xml:lang="it">
          <apply xml:lang="it">
            <minus xml:lang="it" />
            <id xml:lang="it">YCbCr_in</id>
            <id xml:lang="it">YCbCr_offset</id>
          </apply>
        </parens>
      </apply>
    </define>
    <resultFormat xml:lang="it">
      <decimal precision="3" show-trailing-zeros="false" radix="dec" imaginary-value="i" xml:lang="it" />
      <matrix size="12,12" offset="0,0" xml:lang="it" />
    </resultFormat>
  </math>
</region>

• È possibile regolare i valori di RGB_in e YCbCr_in indicati in precedenza e analizzare gli output equivalenti di YCbCr e RGB. I valori YCbCr e RGB si arrotondano in genere al valore intero più vicino.

• I valori RGB sono compresi tra 0 e 255, i valori Y sono compresi tra 16 e 235 e i valori Cb e Cr sono compresi tra 16 e 240 (gli estremi dell'intervallo vengono utilizzati per altri scopi nel segnale).

rgb_to_ycbcr e ycbcr_to_rgb

Utilizzare queste funzioni per trasformare le matrici di immagini RGB in YCbCr e viceversa.

Convertire l'immagine RGB originale in YCbCr e di nuovo in RGB e quindi verificare che l'immagine risultante sia identica a quella originale.

(planet_rgb_ycbcr.bmp)

(planet_ycbcr_rgb.bmp)