YIQ

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Espacio de color

YIQ es el espacio de color utilizado por el sistema de televisión en color analógico NTSC. I significa en fase, mientras que Q significa cuadratura, en referencia a los componentes utilizados en la modulación de amplitud en cuadratura.. Otros sistemas de TV utilizaban diferentes espacios de color, como YUV para PAL o YDbDr para SECAM. Los estándares digitales posteriores utilizan el espacio de color YCbCr. Todos estos espacios de color están ampliamente relacionados y funcionan según el principio de agregar un componente de color llamado crominancia a una imagen en blanco y negro llamada luma.

En YIQ, el componente Y representa la información luma y es el único componente utilizado por los receptores de televisión en blanco y negro. I y Q representan la información de crominancia. En YUV, los componentes U y V pueden considerarse como coordenadas X e Y dentro del espacio de color. I y Q pueden considerarse como un segundo par de ejes en el mismo gráfico, girados 33°; por lo tanto, IQ y UV representan diferentes sistemas de coordenadas en el mismo plano.

El sistema YIQ está diseñado para aprovechar las características humanas de respuesta al color. El ojo es más sensible a los cambios en el rango naranja-azul (I) que en el rango violeta-verde (Q); por lo tanto, se requiere menos ancho de banda para Q que para I. La transmisión NTSC limita I a 1,3 MHz y Q a 0,4 MHz.. I y Q tienen frecuencias entrelazadas en la señal Y de 4 MHz, lo que mantiene el ancho de banda de la señal general en 4,2 MHz. En los sistemas YUV, dado que U y V contienen información en el rango naranja-azul, a ambos componentes se les debe dar la misma cantidad de ancho de banda que I para lograr una fidelidad de color similar.

Muy pocos televisores realizan una verdadera decodificación I y Q, debido a los altos costos de dicha implementación. En comparación con la decodificación R-Y y B-Y más económica que requiere solo un filtro, I y Q requieren cada uno un filtro diferente para satisfacer las diferencias de ancho de banda entre I y Q. Estas diferencias de ancho de banda también requieren que la decodificación 'I' El filtro incluye un retraso de tiempo para que coincida con el retraso más largo del filtro 'Q' filtrar. La radio digital modular Rockwell (MDR) era un conjunto de decodificación I y Q, que en 1997 podía funcionar en modo cuadro por cuadro con una PC o en tiempo real con el procesador Fast IQ (FIQP). Algunos conectores RCA "Colortrak" Los receptores de televisión domésticos fabricados alrededor de 1985 no sólo utilizaban decodificación I/Q, sino que también anunciaban sus beneficios junto con sus beneficios de filtrado en peine como un completo "procesamiento al 100 por ciento"; para ofrecer más contenido de imagen en color original. Anteriormente, más de una marca de televisores en color (RCA, Arvin) utilizaba decodificación I/Q en los modelos del año 1954 o 1955 en modelos que utilizaban pantallas de aproximadamente 13 pulgadas (medidas en diagonal). El televisor de proyección de Adviento original utilizaba decodificación I/Q. Alrededor de 1990, al menos un fabricante (Ikegami) de monitores de imagen de estudio profesionales anunciaba la decodificación I/Q.

Procesamiento de imágenes

La representación YIQ a veces se emplea en transformaciones de procesamiento de imágenes en color. Por ejemplo, aplicar una ecualización de histograma directamente a los canales en una imagen RGB alteraría el equilibrio de color de la imagen. En cambio, la ecualización del histograma se aplica al canal Y de la representación YIQ o YUV de la imagen, que sólo normaliza los niveles de brillo de la imagen.

Fórmulas

Estas fórmulas permiten la conversión entre espacios de color YIQ y RGB, donde R, G y B son valores corregidos con gamma. Valores para la colorimetría NTSC original de 1953 y el estándar posterior SMPTE C FCC. Las siguientes fórmulas asumen:

R,G,B,Yin left[0,1right],quad Iin left[-0.5957,0.5957right],quad Qin left[-0.5226,0.5226right]

Los rangos para I y Q son el resultado de los coeficientes en las filas 2 y 3 de la matriz de ecuaciones RGB a YIQ a continuación, respectivamente.

Colorimetría NTSC 1953

Estas fórmulas se aproximan a la conversión entre la especificación NTSC de color original de 1953 y YIQ.

De RGB a YIQ

{displaystyle {begin{bmatrix}Y\I\Qend{bmatrix}}approx {begin{bmatrix}0.299&0.587&0.114\0.5959&-0.2746&-0.3213\0.2115&-0.5227&0.3112end{bmatrix}}{begin{bmatrix}R\G\Bend{bmatrix}}}

De YIQ a RGB

{displaystyle {begin{bmatrix}R\G\Bend{bmatrix}}={begin{bmatrix}1&0.956&0.619\1&-0.272&-0.647\1&-1.106&1.703end{bmatrix}}{begin{bmatrix}Y\I\Qend{bmatrix}}}

Tenga en cuenta que la fila superior es idéntica a la del espacio de color YUV

${begin{bmatrix}R\G\Bend{bmatrix}}={begin{bmatrix}1\1\1end{bmatrix}}implies {begin{bmatrix}Y\I\Qend{bmatrix}}={begin{bmatrix}1\0\0end{bmatrix}}$

Estándar FCC NTSC (SMPTE C)

En 1987, el Comité de Tecnología de Televisión de la Sociedad de Ingenieros de Cine y Televisión (SMPTE), Grupo de Trabajo sobre Colorimetría de Monitores de Estudio, adoptó el estándar SMPTE C. Las fórmulas de conversión anteriores quedaron obsoletas y el estándar NTSC contenido en las reglas de la FCC para la transmisión de televisión en color analógica por aire adoptó una matriz diferente:

De RGB a YIQ

{displaystyle left{{begin{array}{ccl}E_{Y}^{prime }&=&0.30E_{R}^{prime }+0.59E_{G}^{prime }+0.11E_{B}^{prime }\E_{I}^{prime }&=&-0.27(E_{B}^{prime }-E_{Y}^{prime })+0.74(E_{R}^{prime }-E_{Y}^{prime })\E_{Q}^{prime }&=&0.41(E_{B}^{prime }-E_{Y}^{prime })+0.48(E_{R}^{prime }-E_{Y}^{prime })end{array}}right.}

en notación matricial, ese sistema de ecuaciones se escribe como:

{begin{bmatrix}E_{Y}^{prime }\E_{I}^{prime }\E_{Q}^{prime }end{bmatrix}}={begin{bmatrix}0.30&0.59&0.11\0.599&-0.2773&-0.3217\0.213&-0.5251&0.3121end{bmatrix}}{begin{bmatrix}E_{R}^{prime }\E_{G}^{prime }\E_{B}^{prime }end{bmatrix}}

Dónde:

$E_{Y}^{prime }$ es el voltaje corregido por gamma de luma.
$E_{R}^{prime }$ , $E_{G}^{prime }$ y $E_{B}^{prime }$ son los voltajes corregidos por gamma correspondientes a señales rojas, verdes y azules.
$E_{I}^{prime }$ y $E_{Q}^{prime }$ son las amplitudes de los componentes ortogonales de la señal de cromo.

De YIQ a RGB

Para convertir de FCC YIQ a RGB:

{displaystyle E_{R}^{prime }=E_{Y}^{prime }+0.9469E_{I}^{prime }+0.6236E_{Q}^{prime }}

{displaystyle E_{G}^{prime }=E_{Y}^{prime }-0.2748E_{I}^{prime }-0.6357E_{Q}^{prime }}

{displaystyle E_{B}^{prime }=E_{Y}^{prime }-1.1E_{I}^{prime }+1.7E_{Q}^{prime }}

De YUV a YIQ y viceversa

${displaystyle {begin{bmatrix}Y'\I\Qend{bmatrix}}={begin{bmatrix}1&0&0\0&-sin(33^{circ })&cos(33^{circ })\0&cos(33^{circ })&sin(33^{circ })end{bmatrix}}{begin{bmatrix}Y'\U\Vend{bmatrix}}approx {begin{bmatrix}1&0&0\0&-0.54464&0.83867\0&0.83867&0.54464end{bmatrix}}{begin{bmatrix}Y'\U\Vend{bmatrix}}}$

Debido a la simetría ortogonal (la simetría no es necesaria o suficiente) de la matriz, se puede utilizar la misma matriz para la conversión de YIQ a YUV.

Eliminación progresiva

Para la transmisión en los Estados Unidos, actualmente se utiliza solo para estaciones de televisión de baja potencia, ya que la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) puso fin a la transmisión analógica de máxima potencia el 12 de junio de 2009. Todavía es un mandato federal para estas transmisiones como se muestra en este extracto de las reglas y regulaciones actuales de la FCC parte 73 "estándar de transmisión de TV":

El ancho de banda equivalente asignado antes de la modulación a las señales de diferencia de color EQ′ y EI′ son los siguientes:
Ancho de banda Q-canal: A 400 kHz menos de 2 dB abajo. A 500 kHz menos de 6 dB abajo. A 600 kHz al menos 6 dB abajo.
I-canal ancho de banda: A 1,3 MHz menos de 2 dB abajo.
A las 3.6 MHz al menos 20 dB.

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