YUV Farbmodell

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17.08.04
YUV Farbmodell


Das YUV-Farbmodell verwendet zur Darstellung der Farbinformation zwei Komponenten, die Helligkeit, auch Luminanz (englisch: luma) genannt, und die Chrominanz oder Farbanteil (chroma), wobei die Chrominanz wiederum aus zwei Komponenten besteht. Die Entwicklung des YUV-Farbmodells geht auf die Entwicklung des Farbfernsehens (PAL) zurück, wo nach Wegen gesucht wurde, zusätzlich zum Schwarz/Weiß-Signal die Farbinformation zu übertragen, um eine Abwärtskompatibilität mit alten Schwarz/Weiß-Fernsehgeräten zu erreichen ohne die zur verfügung stehende Datenübertragungsrate erhöhen zu müssen. Aus dem YUV-Farbmodell wurde das YCbCr-Farbmodell entwickelt, das bei den meisten Arten der digitalen Bild- und Videokompression eingesetzt wird. Fälschlicherweise wird in jenem Bereich oft vom YUF-Farbmodell gesprochen, obwohl eigentlich das YCbCr-Modell benutzt wird. Dies sorgt oft für Verwirrung.

Die aus dem RGB-Farbraum bekannten Grundfarben sind die Grundbasis für die Berechnungen. Das Luminanzsignal, auch Leuchtdichte-Signal ist die Summe der drei Grundfarben Rot, Grün und Blau und enthält die Helligkeitsinformation.

Y=R+G+B

Die genaue Berechnung ist jedoch komplizierter, da einige Aspekte des Farbensehens des menschlichen Auges berücksichtigt werden müssen. So wird Beispielsweise Grün heller wahrgenommen, als Rot, und dieses heller als Blau. Weiterhin wird bei einigen Systemen zunächst eine Gammakorrektur der Grundfarben vorgenommen.

Die Crominanzsignale, auch Farbdifferenzsignale enthalten die Farbinformation. Sie entstehen aus der Differenz Blau minus Luminanz bzw. Rot minus Luminanz.

U=B-Y
V=R-Y

Aus den drei erzeugten Komponenten Y, U und V können später wieder die einzelnen Farbanteile der Grundfarben berechnet werden:

Y + U = Y + ( B - Y ) = Y - Y + B = B
Y + V = Y + ( R - Y ) = Y - Y + R = R
Y - B - R = ( R + G + B ) - B - R = G

Weiterhin ergibt sich durch den Aufbau der Netzhaut des menschlichen Auges, dass die Helligkeitsinformation in einer höheren Auflösung wahrgenommen wird als die Farbe, sodass viele auf dem YUV-Farbmodell aufbauende Formate eine Komprimierung der Chrominanz vornehmen, um Bandbreite bei der Übertragung einsparen zu können


Siehe auch:
CMYK Farbmodell
RGB Farbmodell
CIE Lab Farbraum
sRGB
Adobe RGB



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