Түстік кеңістік: YIQ және теледидар жүйелері

Кіріспе

Түстік кеңістік

YIQ – аналогты NTSC түсті теледидар жүйесінде қолданылатын түстік кеңістік. «Түстік кеңістік» атауы келесі атаулар жиынтығын немесе топтамасын, сондай-ақ гендік технологияда жиі қолданылатын, сапаны негізгі қажеттіліктен жоғары деңгейде сақтау үшін және шектеулі спектрді (телеарналар арасында) экономикалық тұрғыдан тиімді тарату үшін мұқият таңдалған, азайтылған санындағы (тыныш көп емес) әртүрлі түстерді білдіреді. I – фазадағы, ал Q – квадраттық, бұл квадраттық амплитудалық модуляцияда қолданылатын компоненттерге сілтеме жасайды. Басқа теледидар жүйелері PAL үшін YUV немесе SECAM үшін YDbDr сияқты әртүрлі түстік кеңістіктерді пайдаланған. Кейінгі цифрлық стандарттар YCbCr түстік кеңістігін қолданады. Бұл түстік кеңістіктердің барлығы шартты түрде байланысты және түстік компонентті (хроминанс деп аталады) қара-ақ суреттегі (люма) қосу принципі бойынша жұмыс істейді. YIQ-да Y компоненті люма ақпаратын көрсетеді және қара-ақ теледидар қабылдағыштарында қолданылатын жалғыз компонент болып табылады. I және Q хроминанс ақпаратын көрсетеді, I – қызыл-циано контрастын, ал Q – қызғылт-жасыл контрастын көрсетеді. YUV-да U және V компоненттерін түстік кеңістіктегі X және Y координаттары ретінде қарастыруға болады. I және Q бір графикте 33° бұрылған екінші осьтер жұбы ретінде қарастырылуы мүмкін; сондықтан IQ және UV – бір жазықтықтағы әртүрлі координаттық жүйелерді білдіреді. YIQ жүйесі адамның түс қабылдауының ерекшеліктерін пайдалануға арналған. Көз қызғылт-көк (I) диапазонындағы өзгерістерге қызғылт-жасыл (Q) диапазонындағы өзгерістерге қарағанда сезімтал, сондықтан Q үшін I-ге қарағанда азырақ жолақты қажет етеді. NTSC тарату I-ті 1,3 МГц және Q-ты 0,4 МГц-ке дейін шектейді. I және Q жиіліктері 4 МГц Y сигналына енгізіледі, бұл жалпы сигналдың жолақтығын 4,2 МГц-қа дейін төмендетеді. YUV жүйелерінде U және V екеуі де қызғылт-сары-көк диапазонындағы ақпаратты қамтитындықтан, ұқсас түс нақтылығына қол жеткізу үшін екі компонентке де I сияқты бірдей жолақтың ені берілуі керек. Қымбаттығына байланысты өте аз теледидарлар I және Q декодтауын жүзеге асырады. Тек бір сүзгіні қажет ететін арзан R Y және B Y декодтаумен салыстырғанда, I және Q арасындағы жолақтың енінің айырмашылықтарын қанағаттандыру үшін әрқайсысына әртүрлі сүзгілер қажет. Бұл жолақтың енінің айырмашылықтары «I» сүзгісіне «Q» сүзгісінің ұзақ кешіктірілуіне сәйкес келетін уақыттық кешіктіруді қосуды талап етеді. Rockwell Modular Digital Radio (MDR) – бұл I және Q декодтау жиынтығы, ол 1997 жылы компьютермен немесе Fast IQ Processor (FIQP) процессормен нақты уақытта жұмыс істей алатын. 1985 жылы жасалған кейбір RCA "Colortrak" үй теледидарлары тек I/Q декодтауын ғана қолданбады, сонымен қатар оның артықшылықтарын және оның гребенкалық сүзгілеу артықшылықтарын толық «100 пайыз өңдеу» ретінде бастапқы түсті сурет мазмұнын көбірек беру үшін жарнамалады. Бұрынғы уақытта бірнеше түсті теледидар брендтері (RCA, Arvin) 1954 немесе 1955 жылғы модельдерде I/Q декодтауын 13 дюймдік экрандарды пайдаланатын модельдерде қолданған. Бастапқы Advent проекциялық теледидары I/Q декодтауын қолданды. 1990 жылға қарай, кәсіби студиялық бейне мониторларын өндірушілердің кем дегенде біреуі (Ikegami) I/Q декодтауын жарнамалады.

YIQ is the color space used by the analog NTSC color TV system. The name Color Space stands for the following aliases suite or set & pool (used more frequently in gene technology) of reduced number (not too much) of different colors selected thoroughly for sustaining quality of image above basic need & simultaneously for distributing limited spectre (among TV channels) economical way. I stands for in phase, while Q stands for quadrature, referring to the components used in quadrature amplitude modulation. Other TV systems used different color spaces, such as YUV for PAL or YDbDr for SECAM. Later digital standards use the YCbCr color space. These color spaces are all broadly related, and work based on the principle of adding a color component named chrominance, to a black and white image named luma. In YIQ the Y component represents the luma information, and is the only component used by black and white television receivers. I and Q represent the chrominance information, with I indicating red cyan contrast, and Q indicating magenta green contrast. In YUV, the U and V components can be thought of as X and Y coordinates within the color space. I and Q can be thought of as a second pair of axes on the same graph, rotated 33°; therefore IQ and UV represent different coordinate systems on the same plane. The YIQ system is intended to take advantage of human color response characteristics. The eye is more sensitive to changes in the orange blue (I) range than in the purple green range (Q)—therefore less bandwidth is required for Q than for I. Broadcast NTSC limits I to 1.3 MHz and Q to 0.4 MHz. I and Q are frequency interleaved into the 4 MHz Y signal, which keeps the bandwidth of the overall signal down to 4.2 MHz. In YUV systems, since U and V both contain information in the orange blue range, both components must be given the same amount of bandwidth as I to achieve similar color fidelity. Very few television sets perform true I and Q decoding, due to the high costs of such an implementation. Compared to the cheaper R Y and B Y decoding which requires only one filter, I and Q each requires a different filter to satisfy the bandwidth differences between I and Q. These bandwidth differences also require that the 'I' filter include a time delay to match the longer delay of the 'Q' filter. The Rockwell Modular Digital Radio (MDR) was one I and Q decoding set, which in 1997 could operate in frame at a time mode with a PC or in realtime with the Fast IQ Processor (FIQP). Some RCA "Colortrak" home TV receivers made circa 1985 not only used I/Q decoding, but also advertised its benefits along with its comb filtering benefits as full "100 percent processing" to deliver more of the original color picture content. Earlier, more than one brand of color TV (RCA, Arvin) used I/Q decoding in the 1954 or 1955 model year on models utilizing screens about 13 inches (measured diagonally). The original Advent projection television used I/Q decoding. Around 1990, at least one manufacturer (Ikegami) of professional studio picture monitors advertised I/Q decoding.

Суреттерді өңдеу

YIQ ұсынылымы кейде түсті кескіндерді өңдеу түрлендірулерінде қолданылады. Мысалы, гистограмманы тікелей RGB кескінінің каналдарына қолдану кескіннің түс тепе-теңдігін өзгертуі мүмкін. Оның орнына, гистограмманы теңестіру кескіннің YIQ немесе YUV ұсынылымының Y каналына қолданылады, бұл кескіннің жарықтық деңгейін ғана қалыпқа келтіреді.

NTSC 1953 колориметриясы

Бұл формулалар 1953 жылғы бастапқы NTSC түс стандарты мен YIQ арасындағы айналымды жуықтап көрсетеді.

YUV-дан YIQ-ға және керісінше

Матрицаның ортогональды симметриясының арқасында (симметрия қажет емес немесе жеткіліксіз) YIQ-тан YUV-қа түрлендіру үшін дәл сол матрица қолданылуы мүмкін.

Кезеңнен-кезеңге жою

АҚШ-та теледидар тарату үшін қазіргі уақытта тек төмен қуатты теледидар станциялары пайдаланады, себебі Федералды байланыс комиссиясы (FCC) 2009 жылдың 12 маусымында толық қуатты аналогтық хабар таратуды тоқтатты. Бұл хабар таратулар үшін федералдық талаптар әлі де күшінде, бұл FCC ережелерінің 73-бөлімінен, "Телевизиялық хабар тарату стандарты" деген тақырыптағы үзіндіде көрсетілген.