Luma (video)
I video representerar luma ljusstyrkan i en bild (den "svart-vita" eller akromatiska delen av bilden) . Luma är vanligtvis ihopkopplad med krominans . Luma representerar den akromatiska bilden, medan chroma-komponenterna representerar färginformationen . Konvertering av R′G′B′-källor (såsom utsignalen från en tre-CCD-kamera ) till luma och chroma möjliggör chroma subsampling : eftersom människans syn har finare rumslig känslighet för luminans ("svartvitt") skillnader än kromatiska skillnader, videosystem kan lagra och överföra kromatisk information med lägre upplösning, vilket optimerar upplevd detalj vid en viss bandbredd.
Luma kontra relativ luminans
| 255, 147, 255 | 255, 170, 170 | 211, 211, 0 | |
| 192, 192, 255 | 200, 200, 200 | 122, 244, 0 | |
| 0, 235, 235 | 0, 250, 125 | 0, 255, 0 | |
| RGB-värden för exempelfärger med samma relativa luminans som den ljusaste primärfärgen (grön) med ursprungliga NTSC (1953) primärfärger för ' ( gammakorrigering ) = 2,2 | |||
| 255, 203, 255 | 255, 208, 208 | 227, 227,0 | |
| 216, 216, 255 | 219, 219, 219 | 124, 248, 0 | |
| 0, 244, 244 | 0, 252, 126 | 0, 255, 0 | |
| RGB-värden för exempelfärger med samma relativa luminans som den ljusaste primärfärgen (grön) med BT. 709 primärval för ' ( gammakorrigering ) = 2,2 | |||
Luma är den viktade summan av gamma-komprimerade R′G′B′-komponenter i en färgvideo – de primära symbolerna ′ anger gammakomprimering . Ordet föreslogs för att förhindra förvirring mellan luma som implementerats i videoteknik och relativ luminans som används inom färgvetenskap (dvs. enligt definitionen av CIE ). Relativ luminans bildas som en viktad summa av linjära RGB-komponenter, inte gamma-komprimerade sådana. Trots det kallas luma ibland felaktigt för luminans. SMPTE EG 28 rekommenderar symbolen Y′ för att beteckna luma och symbolen Y för att beteckna relativ luminans.
Användning av relativ luminans
Medan luma påträffas oftare, används ibland relativ luminans inom videoteknik när man hänvisar till en bildskärms ljusstyrka. Formeln som används för att beräkna relativ luminans använder koefficienter baserade på CIE-färgmatchningsfunktionerna och de relevanta standardfärgerna för rött, grönt och blått (t.ex. de ursprungliga NTSC- primärerna , SMPTE C eller Rec. 709 ). För Rec. 709 (och sRGB) primära, den linjära kombinationen, baserad på rena kolorimetriska överväganden och definitionen av relativ luminans är:
Formeln som används för att beräkna luma i Rec. 709 spec använder godtyckligt också samma koefficienter, men med gamma-komprimerade komponenter:
där primtalssymbolen anger gammakomprimering .
Rec. 601 luma kontra Rec. 709 luma koefficienter
| 158, 0, 79 | 165, 0, 0 | 140, 70, 0 | |
| 142, 0, 142 | 95, 95, 95 | 100, 100, 0 | |
| 104, 0, 208 | 58, 116, 0 | ||
| 0, 0, 255 | 0, 119, 0 | ||
| 0,91,182 | 0, 112, 112 | 0, 118, 59 | |
| RGB-värden för exempelfärger med samma relativa luminans som den mörkaste primärfärgen (blå) med ursprungliga NTSC (1953) primärfärger för gammakorrigering lika med 2,2. | |||
| 152, 0, 76 | 156, 0, 0 | 122, 61, 0 | |
| 137, 0, 137 | 77, 77, 77 | 80, 80, 0 | |
| 102, 0, 204 | 44, 88, 0 | ||
| 0, 0, 255 | 0, 90, 0 | ||
| 0, 76, 152 | 0, 86, 86 | 0, 90, 45 | |
| RGB-värden för exempelfärger med samma relativa luminans som den mörkaste primärfärgen (blå) med BT. 709 primärer för gammakorrigering lika med 2,2. | |||
För digitala format som följer CCIR 601 (dvs. de flesta digitala standardformat) beräknas luma med denna formel:
Format enligt ITU-R- rekommendation BT. 709 använder en annan formel:
Moderna HDTV- system använder 709-koefficienterna, medan övergångsformat 1035i HDTV (MUSE) kan använda SMPTE 240M-koefficienterna:
Dessa koefficienter motsvarar SMPTE RP 145-primärerna (även känd som "SMPTE C") som användes vid den tidpunkt då standarden skapades.
Förändringen i luma-koefficienterna är att tillhandahålla de "teoretiskt korrekta" koefficienterna som återspeglar motsvarande standardkromaticiteter ('färger') för primärfärgerna rött, grönt och blått. Det finns dock en del kontroverser angående detta beslut. Skillnaden i luma-koefficienter kräver att komponentsignaler måste konverteras mellan Rec. 601 och Rec. 709 för att ge exakta färger. I konsumentutrustning kan den matris som krävs för att utföra denna omvandling utelämnas (för att minska kostnaderna), vilket resulterar i felaktig färg.
Även Rec. 709 luma-koefficienter behöver inte nödvändigtvis ge bättre prestanda. På grund av skillnaden mellan luma och relativ luminans representerar luma inte exakt luminansen i en bild. Som ett resultat kan fel i chroma påverka luminansen. Luma ensam representerar inte perfekt luminans; noggrann luminans kräver både exakt luma och chroma. Följaktligen "blöder" fel i chroma in i en bilds luminans.
På grund av den utbredda användningen av chroma subsampling , uppstår fel i chroma vanligtvis när den sänks i upplösning/bandbredd. Denna minskade bandbredd, i kombination med högfrekventa chroma-komponenter, kan orsaka synliga fel i luminansen. Ett exempel på en högfrekvent chroma-komponent skulle vara linjen mellan de gröna och magentastaplarna i SMPTE-färgstaplarnas testmönster. Fel i luminans kan ses som ett mörkt band som uppstår i detta område.