Rangli modellar va ularning turlari

3.10 YCbCr rang modeli
Ushbu rang modelining nomi shifrlangan: Y - yorqinlik, U yoki Cb - Xrominans-ko'k, V yoki Cr - Xrominans-qizil, bu "Yorqinlik - Moviy rang - Qizil rang" (video-tasvir ma'lumotlarini taqdim etish formati) deb tarjima qilinadi.
Ushbu rang modelidagi ranglarni aks ettirish printsipining xarakteristikasi inson ko'zlari tomonidan ranglarni idrok etishning tabiiy usuliga to'g'ri keladi. Retina - bu asab hujayralari va asab tolalarini bir-biriga bog'laydigan va ko'zlarni miya yarim korteksiga bog'laydigan asab hujayralari va asab tolalari o'rtasida murakkab aralashuv. Asosiy fotosensitiv elementlar (retseptorlar) ikki xil hujayradan iborat: ba'zilari tayoq shaklida, tayoqlar deb ataladi (balandligi 30 mkm, qalinligi 2 mkm), boshqalari qisqaroq va qalinroq bo'lib, konuslar deb ataladi (balandligi 10 mkm, qalinligi 6-7 mkm) .
Odamning ko'zi tasvirning yorug'lik tarkibiy qismiga (Y-komponent) va rangga nisbatan sezgirroqdir. Ushbu hodisaning sababi fiziologiyada yotadi. O'quvchi tasvirni tayoqchalar va konuslar bilan qoplangan optik linzadir. Hammasi bo'lib, ko'z atrofida 130 millionga yaqin novda va 7 million konus joylashgan. Xo'sh, tayoqchalar bu yorug'lik komponentini sezadigan sensorlar va konuslar - rang. Bundan tashqari, novdalar konuslardan kattaroq kattaliklar tartibiga ega va ular yorug'likka nisbatan ancha sezgir. "Kechasi barcha mushuklar oltingugurt" degan so'zni eslash kifoya. Nega bunday? Nima uchun kechqurun hamma narsa rangini yo'qotadi? Bu o'quvchidagi yorug'lik hodisasi miqdori konusning reaktsiyasini keltirib chiqarish uchun etarli emasligi bilan bog'liq. Ammo inson ko'zining turli xil ranglarga nisbatan sezgirligi ham doimiy qiymat emas. O'quvchi yuqori qismga qaraganda rang spektrining pastki qismiga ko'proq sezgir. JPEG formati insonning rangli fotosuratlarni yoki rasmlarni siqish paytida rang ma'lumotlarini idrok etishining ushbu xususiyatlarini hisobga oladi.
Shuning uchun, ushbu rang modelida, RGB rang modelidan farqli o'laroq, ranglarning intensivligi tarkibiy qismlari - Qizil, Yashil, Moviy ranglardan farqli o'laroq, yorug'lik komponenti va qabul qilingan rangning ohangini tavsiflovchi ikkita komponent ta'kidlangan.
CCIR-601 standartida belgilangan analog videoni raqamli holatga o'tkazish usuli YUV usulining alohida holidir. Ushbu usulga muvofiq komponentli analog signallarning qiymatlari 8-bitli raqamli qiymatlarga aylantiriladi. Y komponenti yoki yorqinligi rasm sifati bilan chambarchas bog'liq. Aniqroq aytganda, Y - bu rasm, faqat qora va oq. Cb va Cr tarkibiy qismlari rang ma'lumotlarini o'z ichiga oladi va Y-rasmni ranglashtirishga imkon beradi. Umumlashtirilgan o'zgarish quyidagi formulalar bilan ifodalanishi mumkin:
Y \u003d 0.299 * R + 0.587 * G + 0.114 * B yangi qiymatiga yorqinlik deyiladi. Ushbu qiymat RGB rangini ifodalash uchun monoxrom monitorlar tomonidan ishlatiladi. Fiziologik jihatdan, u RGB rangining intensivligini ko'z tomonidan qabul qilinadi. Formuladan ko'rinib turibdiki, olingan yorqinlik qiymati (Y) har bir spektral komponent uchun har xil og'irlikdagi o'rtacha vaznga o'xshaydi: ko'z Yashil rangga eng sezgir, so'ngra qizil tarkibiy qism, so'ngra ko'k rang.
Rang farqini hisoblash uchun formulalar: \u003d -0.1687 * R - 0.3313 * G + 0.5 * B + 128 \u003d 0.5 * R - 0.4187 * G - 0.0813 * B + 128
Ushbu qiymatlar ranglarning to'yinganligini o'lchaydigan tizimdagi 2 koordinatani anglatadi (taxminan aytganda, bu qiymatlar ko'k va qizil ranglarning miqdorini bildiradi).
YCbCr rang modelini RGB ga teskari o'zgartirish uchun formulalar:
R \u003d Y + 1.402 * (Cr-128) \u003d Y - 0.34414 * (Cb-128) - 0.71414 * (Cr-128)
B \u003d Y + 1.772 * (Cb-128)
YCbCr rang modelini vizual ravishda namoyish qilish uchun siz quyidagi raqamlarni ko'rib chiqishingiz mumkin.
Shakl 3.10.1.YCbCr ning rangli tasviri
Shakl 3.10.2. Y - YCbCr tasviri
Shakl 3.10.3.Cb - rasm
Shakl 3.10.4. Cr - tasvir
3.10.1-rasmda rasm barcha tarkibiy qismlardan foydalangan holda baliq ko'rsatilgan, ya'ni rangli rasm. 3.10.2-rasmda bir xil baliq faqat qora va oq rangda tasvirlangan. Odatda, Y komponentini hisoblash formulasiga binoan, rasm kulrang rangga aylantiriladi va avvalgidek, baliq aniq kulrang tonlarda bo'lsa ham, lekin quyidagi ikkita rasm 3.10.3 va 3.10.4 - Cb va Cr rang tarkibiy qismlarining rasmlari oz miqdorni o'z ichiga oladi. qismlar, shuning uchun baliqlarning faqat konturlari ko'rinadi va shuning uchun bu ikki komponent eng katta siqilishga duchor bo'ladi.