Crominancia

Luminancia sólo, Crominance solamente, y imagen de color completo.

Crominancia (chroma o C para abreviar) es la señal utilizada en los sistemas de video para transmitir la información de color de la imagen (ver YUV modelo de color), por separado de la señal de luminancia que lo acompaña (o Y' para abreviar). La crominancia generalmente se representa como dos componentes de diferencia de color: U = B′ − Y′ (azul − luma) y V = R′ − Y′ (rojo − luma). Cada uno de estos componentes de diferencia puede tener factores de escala y compensaciones aplicados, según lo especificado por el estándar de video aplicable.

En las señales de vídeo compuesto, las señales U y V modulan una señal de subportadora de color y el resultado se denomina señal de crominancia; la fase y la amplitud de esta señal de crominancia modulada corresponden aproximadamente al matiz y la saturación del color. En espacios de color de imágenes fijas y video digital como Y′CbCr, los componentes de luminancia y crominancia son valores de muestra digitales.

La separación de las señales de color RGB en luminancia y crominancia permite determinar el ancho de banda de cada una por separado. Por lo general, el ancho de banda de crominancia se reduce en el video compuesto analógico al reducir el ancho de banda de una subportadora de color modulada y en los sistemas digitales mediante el submuestreo de crominancia.

Historia

La idea de transmitir una señal de televisión en color con distintos componentes de luminancia y crominancia se originó con Georges Valensi, quien patentó la idea en 1938. La solicitud de patente de Valensi describía:

El uso de dos canales, uno que transmite el color predominante (signal T), y el otro el brillo medio (signal t) salida de un solo transmisor de televisión a ser recibido no sólo por los receptores de televisión de color proporcionados con el equipo más caro necesario, sino también por el tipo ordinario de receptor de televisión que es más numerosos y menos caro y que reproduce las imágenes en blanco y negro solamente.

Los esquemas anteriores para los sistemas de televisión en color, que eran incompatibles con los receptores monocromáticos existentes, transmitían señales RGB de varias formas.

Estándares de televisión

En la televisión analógica, la crominancia se codifica en una señal de video usando una frecuencia subportadora. Según el estándar de vídeo, la subportadora de crominancia puede estar modulada en amplitud en cuadratura (NTSC y PAL) o modulada en frecuencia (SECAM).

En el sistema PAL, la subportadora de color está a 4,43 MHz por encima de la portadora de vídeo, mientras que en el sistema NTSC está a 3,58 MHz por encima de la portadora de vídeo. Los estándares NTSC y PAL son los más utilizados, aunque existen otros estándares de vídeo que emplean distintas frecuencias de subportadora. Por ejemplo, PAL-M (Brasil) usa una subportadora de 3,58 MHz y SECAM usa dos frecuencias diferentes, 4,250 MHz y 4,40625 MHz por encima de la portadora de video.

La presencia de crominancia en una señal de video se indica mediante una señal de ráfaga de color transmitida en el porche trasero, justo después de la sincronización horizontal y antes de que comience cada línea de video. Si la señal de ráfaga de color fuera visible en una pantalla de televisión, aparecería como una franja vertical de un color oliva muy oscuro. En NTSC y PAL, el matiz está representado por un cambio de fase de la señal de crominancia en relación con el estallido de color, mientras que la saturación está determinada por la amplitud de la subportadora. En SECAM (R′ − Y′) y (B′ − Y′) las señales se transmiten alternativamente y la fase no importa.

La crominancia está representada por el plano de color U-V en señales de video PAL y SECAM, y por el plano de color I-Q en NTSC.

Sistemas digitales

Los sistemas de fotografía digital y video digital a veces usan una descomposición luma/chroma para mejorar la compresión. Por ejemplo, cuando una imagen digital RGB ordinaria se comprime mediante el estándar JPEG, el espacio de color RGB se convierte primero (mediante una matriz de rotación) en un espacio de color YCbCr, porque los tres componentes en ese espacio tienen menos redundancia de correlación y porque los componentes de crominancia pueden luego ser submuestreado por un factor de 2 o 4 para comprimir aún más la imagen. En la descompresión, el espacio Y′CbCr se vuelve a girar a RGB.