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U7: YCbCr-Farbmodell

Von JAESMINDA:

U7. YCbCr-Farbmodell (ro. Buch, Kap. 11, ab S.814)

Definition
ist ein Helligkeit-Farbigkeit-Modell
damals Farbmodell für Digitalfernseh entwickelt
      Norm: PAL (=Phase Alternating Line = Verfahren zur Farbüber-
    tragung bei Analogfernseh, Ziel: störende Farbton-Fehler 
    automatisch zu kompensieren)
heute auch für Aufnahmen von analogen und digitalen Videos/JPG/DVD
Wofür YCbCr?
Verfahren indem Farbtöne weggelassen werden, die der Mensch (physisch) nicht wahrnehmen kann = „Color-Subsampling“ (=Farb-Unterabtastung)
aber warum weglassen?? = da menschl. Auge Helligkeitsunterschiede deutlich besser wahrnehmen kann als Farbtonunterschiede oder Sättigungsunterschiede
weglassen von Farbtönen bedeutet verlustbehaftete Kompression der Datenmenge 
Datei ist nach Kompression nicht mehr 1:1 herstellbar
durch zu starkes Komprimieren (Wegfall von Bilddaten) können Bildfehler entstehen= ARTEFAKTE
im Modell RGB ist Helligkeit in allen drei Kanälen enthalten
bei der Fernseh-/Videotechnik soll Helligkeit als eigenes Signal zur Verfügung stehen
analoges Signal nicht sendefähig, muss erst im Studio bearbeitet werden
Von  RGB zum analogen Signal YUV
Y lässt sich aus : Y= 0,3 R + 0,59 G + 0,11 B errechnen
Grün trägt knapp 60% Anteil zur Helligkeit bei
um Farbe zu beschreiben werden aus
Von  RGB zum digitalen Signal YCbCr
Modell zerlegt Bilder in 3 Komponenten = Y (Helligkeit) und Cb Cr 
(2 Farbkomponenten)
Y = Grundhelligkeit => entspricht Helligkeitsempfindlichkeit des 
Auges
Cb = Blue-Yellow Chrominance 
Cr = Red-Green Chrominance
Formel:
    Y          0        1        R
    Cb    =    128    +    0    x    G
    Cr        128        0        B

„Verschiebewert“ um von RGB in den YCbCr-Farbraum umrechnen zu können (128=Mittelwert, da Wert für neutrales Grau)
Überführung von analog in digital
Sampling (Abtastung) des Analogsignals (mit 13,5 MHz) = Abtastung erfolgt mit hoher Frequenz da Bilder viele Informationen enthalten
Digitalisierung erfolgt mit 8 oder 10 Bit
 

Digitalisierungsmöglichkeiten
4:4:4
- die 3 Signale Y Cb Cr werden mit jeweils der gleichen Abtastfrequenz (13,5Mhz) digitalisiert 
= beste Bildqualität
= höchste Datenmenge
= im Profibereich
4:2:2
- Cb und Cr werden „Color-gesampled“ = halbe Abtastfrequenz
- d.h. für 4px werden zwar alle Helligkeitswerte, aber nur jeweils 2 Farbwerte abgespeichert
= außgehend vom 1. Verfahren: Datenmenge wird um 33% verringert
= Semiprofibereich - Profibereich
4:2:0
- von 4px werden alle Helligkeitsinformationen behalten, jedoch nur jeweils 1 Farbinfo abgespeichert
- außgehend vom 1. Verfahren: Datenmenge reduziert sich um 50%
= Consumerbereich - Semiprofibereich

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Kommentare

Im Kompendium ist dieses Farbmodell nicht aufgeführt. Weis jemand was wichtig zu wissen wäre zu diesem Thema? Im Internet findet sich auch nicht viel dazu.

Hi,
das Kompendium deckt ja auch nicht alles ab, was in der Ausbildung wichtig ist, auch wenn  macnhmal der Eindruck erweckt wird.
Aber im netz gibt es doch einiges dazu:
https://de.wikipedia.org/wiki/YCbCr-Farbmodell
https://kompendium.infotip.de/farbraeume-und-farbmodelle.html
https://www.youtube.com/watch?v=5pgIihxwG48

Grüße
Peter

 

 

Doch, gibt es. In der 4. Auflage im Band 2 Seite 814 unter Videotechnik. Jedoch nur wenig, das Thema wurde bei mir aber im Unterricht auch nur kurz erwähnt.

Hallo Zusammen,

ich habe mich heute mal mit dem Thema YCbCr-Farbmodell befasst, wovor ich mich lange versucht habe zu drücken, da ich das Thema noch nie in der Schule behandelt habe. Dennoch denke ich das ich eine kurze und verständliche Zusammenfassung heirvon zusammentragen konnte (siehe unten).
Schreibt mir gerne Anregungen und Verbesserungsvorschläge, da ich selbst noch nicht ganz hinter das Thema gestiegen bin. Vielleicht hat jemand von euch ja bessere und verständlichere Definitionen. Bin mir sehr unschlüssig, was da für Fragen/Aufgaben auf einen zukommen könnten !!

 

U7. YCbCr-Farbmodell (ro. Buch, Kap. 11, ab S.814)

Definition
ist ein Helligkeit-Farbigkeit-Modell
damals Farbmodell für Digitalfernseh entwickelt
      Norm: PAL (=Phase Alternating Line = Verfahren zur Farbüber-
    tragung bei Analogfernseh, Ziel: störende Farbton-Fehler 
    automatisch zu kompensieren)
heute auch für Aufnahmen von analogen und digitalen Videos/JPG/DVD
Wofür YCbCr?
Verfahren indem Farbtöne weggelassen werden, die der Mensch (physisch) nicht wahrnehmen kann = „Color-Subsampling“ (=Farb-Unterabtastung)
aber warum weglassen?? = da menschl. Auge Helligkeitsunterschiede deutlich besser wahrnehmen kann als Farbtonunterschiede oder Sättigungsunterschiede
weglassen von Farbtönen bedeutet verlustbehaftete Kompression der Datenmenge 
Datei ist nach Kompression nicht mehr 1:1 herstellbar
durch zu starkes Komprimieren (Wegfall von Bilddaten) können Bildfehler entstehen= ARTEFAKTE
im Modell RGB ist Helligkeit in allen drei Kanälen enthalten
bei der Fernseh-/Videotechnik soll Helligkeit als eigenes Signal zur Verfügung stehen
analoges Signal nicht sendefähig, muss erst im Studio bearbeitet werden
Von  RGB zum analogen Signal YUV
Y lässt sich aus : Y= 0,3 R + 0,59 G + 0,11 B errechnen
Grün trägt knapp 60% Anteil zur Helligkeit bei
um Farbe zu beschreiben werden aus
Von  RGB zum digitalen Signal YCbCr
Modell zerlegt Bilder in 3 Komponenten = Y (Helligkeit) und Cb Cr 
(2 Farbkomponenten)
Y = Grundhelligkeit => entspricht Helligkeitsempfindlichkeit des 
Auges
Cb = Blue-Yellow Chrominance 
Cr = Red-Green Chrominance
Formel:
    Y          0        1        R
    Cb    =    128    +    0    x    G
    Cr        128        0        B

„Verschiebewert“ um von RGB in den YCbCr-Farbraum umrechnen zu können (128=Mittelwert, da Wert für neutrales Grau)
Überführung von analog in digital
Sampling (Abtastung) des Analogsignals (mit 13,5 MHz) = Abtastung erfolgt mit hoher Frequenz da Bilder viele Informationen enthalten
Digitalisierung erfolgt mit 8 oder 10 Bit
 

Digitalisierungsmöglichkeiten
4:4:4
- die 3 Signale Y Cb Cr werden mit jeweils der gleichen Abtastfrequenz (13,5Mhz) digitalisiert 
= beste Bildqualität
= höchste Datenmenge
= im Profibereich
4:2:2
- Cb und Cr werden „Color-gesampled“ = halbe Abtastfrequenz
- d.h. für 4px werden zwar alle Helligkeitswerte, aber nur jeweils 2 Farbwerte abgespeichert
= außgehend vom 1. Verfahren: Datenmenge wird um 33% verringert
= Semiprofibereich - Profibereich
4:2:0
- von 4px werden alle Helligkeitsinformationen behalten, jedoch nur jeweils 1 Farbinfo abgespeichert
- außgehend vom 1. Verfahren: Datenmenge reduziert sich um 50%
= Consumerbereich - Semiprofibereich
 

Herzlichen Dank!

Habe  die Zusammenfassung mal in den Beitrag übernommen.