Come funziona la codifica dei colori YUV
La codifica dei colori YUV separa le informazioni relative alla luminosità (Y) da quelle relative al colore (U e V), consentendo così una riduzione della quantità di dati. Questa maggiore efficienza nell'archiviazione e nell'elaborazione dei dati delle immagini si traduce in file di dimensioni inferiori a parità di qualità dell'immagine, poiché la luminosità è più importante per l'occhio umano rispetto al colore.
Calcolo dei valori RGB
Come base per determinare i valori YUV, è necessario prima leggere il sensore e determinare i valori RGB dai dati grezzi.
Campione Bayer
La matrice di pixel di un sensore CCD o CMOS sensor registra solo l'intensità della luce incidente. Solo un filtro colorato sul sensore rende ogni pixel sensibile a un colore specifico: rosso, verde o blu.
I sensori delle telecamere contengono il doppio dei pixel verdi per garantire che le immagini catturate corrispondano a ciò che vede l'occhio umano. Con la disposizione nota dei colori nel filtro Bayer e le informazioni grezze trasmesse dai pixel, è possibile interpolare le informazioni complete sui colori RGB per ciascun pixel nel sensore della telecamera.
Conversione RGB
Nella prima fase, un algoritmo calcola i valori RGB completi per ogni singolo pixel. Ciò significa, ad esempio, che anche se un pixel è sensibile solo alla luce verde, la telecamera riceve le informazioni RGB complete per quel pixel. A tal fine, vengono interpolate le informazioni dei pixel rossi e blu adiacenti. Naturalmente, si tratta solo di un'approssimazione del mondo reale. Esistono molti algoritmi per l'interpretazione RGB e la complessità e il tempo di calcolo di ciascun algoritmo determinano la qualità dell'approssimazione.
Uno svantaggio della conversione RGB è che la quantità di dati per ciascun pixel è gonfiata. Se un singolo pixel ha normalmente una profondità di 8 bit, dopo la conversione ha una profondità di 8 bit per colore (rosso, verde e blu) e quindi una profondità totale di 24 bit.
Codifica YUV
Nella codifica YUV, i valori RGB vengono convertiti in una componente di intensità (Y), che varia dal nero al bianco, e in altre due componenti (U e V), che codificano il colore.
Scansione YUV 4:4:4
La conversione da RGB a YUV è lineare, avviene senza perdita di informazioni e non dipende da hardware specifico come la telecamera. Le equazioni standard per la conversione da RGB a YUV sono le seguenti:
Y = 0,299 R + 0,587 G + 0,114 B
U = 0,493 * (B - Y)
V = 0,877 * (R - Y)
In pratica, i coefficienti nelle equazioni possono differire leggermente a causa delle dinamiche del sensore utilizzato in una particolare telecamera. Informazioni specifiche sulla telecamera sono disponibili nella documentazione.
Questo tipo di conversione è anche denominato scansione YUV 4:4:4. Con YUV 4:4:4, ogni pixel riceve informazioni sulla luminosità e sul colore, mentre “4:4:4” indica la proporzione dei componenti Y, U e V nel segnale.
Scansione YUV 4:2:2
Le nostre telecamere a colori dispongono di un algoritmo integrato efficace per questa conversione RGB. Con tutte le nostre telecamere a colori è possibile scegliere tra una modalità di output che fornisce i dati grezzi del sensore per ogni pixel o un segnale YUV 4:2:2 di alta qualità. Alcune telecamere forniscono anche dati RGB / BGR.
Ulteriori informazioni
Scopri le nostre fotocamere e trova una panoramica dettagliata dei loro formati immagine nella documentazione.
