YUV

1. Introduzione

Vista l'importanza che assume nel mondo digitale questo spazio di colore, ho scelto di parlarne in maniera esaustiva a parte. L'importanza di questo formato (e nelle sue varianti, quali YCrCb o YIQ) risiede nel fatto che la componente della luminosità (Y) è separata dalle altre 2 componenti della cromaticità, e siccome l'occhio umano da più importanza alla luminosità è possibile assegnare meno banda in fase di trasmissione alla cromaticità. In questa ottica la TV Analogica assegna quattro volte la banda della cromaticità alla luminosità, e la stessa proporzione viene anche ripresa da formati quali MPEG, JPEG, MPEG4 e derivati, dove la memoria occupata dalle singole componenti UV è 1/4 di quella riselvata alla componente Y.

2. Basi degli spazi

Nell'YUV standard PAL la base dello spazio sono i 3 vettori (in coordinate RGB), vettori non normalizzati ne ortogonali, e ricevendo in ingresso valori compresi tra [0..255] non si ottengono valori che possono essere rappresentati con 1 byte unsigned.

E' stato necessario perciò creare una base ortonormale che abbia queste caratteristiche. L'unico elemento fisso di questo spazio è la componente Y:

Y = 0.2990 R + 0.5870 G + 0.1140 B

a questo punto è necessaria una combinazione lineare di altri due componenti:

Cr = ((B-Y)/2) + 0.5 = - 0.1495 R - 0.2935 G + 0.4430 B + 128
Cb = ((R-Y)/1.6) + 0.5

per il Jpeg o:

u = -0.1684 R - 0.3316 G + 0.5000 B + 128
v = 0.5000 R - 0.4187 G - 0.0813 B + 128

nello standard MPEG4.

Ovviamente qulsiasi altra base dello spazio che avesse Y come componente andrebbe bene. Per esempio nel YPEG2000 si è scelta una trasformazione veloce che approssimasse abbastanza bene YCrCb delle passate edizioni.

3. YUV 4:2:2 and subsampling