En vídeo , luma ( ) representa el brillo de una imagen (la parte "blanco y negro" o acromática de la imagen). [1] [2] [3] [4] Luma normalmente se combina con crominancia . [3] [4] Luma representa la imagen acromática , mientras que los componentes cromáticos representan la información de color . La conversión de fuentes R′G′B′ (como la salida de una cámara de tres CCD ) en luma y croma permite el submuestreo de croma : debido a que la visión humana tiene una sensibilidad espacial más fina a las diferencias de luminancia ("blanco y negro") que las diferencias cromáticas, Los sistemas de vídeo pueden almacenar y transmitir información cromática a una resolución más baja, optimizando los detalles percibidos en un ancho de banda particular. [3]
Luma es la suma ponderada de los componentes R′G′B′ comprimidos con gamma de un vídeo en color; los símbolos primos ′ denotan compresión gamma . La palabra se propuso para evitar confusión entre luma tal como se implementa en ingeniería de vídeo y luminancia relativa tal como se utiliza en la ciencia del color (es decir, según lo define CIE ). La luminancia relativa se forma como una suma ponderada de componentes RGB lineales , no de componentes gamma comprimidos. Aun así, a la luma a veces se le llama erróneamente luminancia. [2] SMPTE EG 28 recomienda el símbolo para indicar luma y el símbolo para indicar luminancia relativa. [1]
Si bien la luma se encuentra con mayor frecuencia, la luminancia relativa a veces se usa en ingeniería de video cuando se hace referencia al brillo de un monitor. La fórmula utilizada para calcular la luminancia relativa utiliza coeficientes basados en las funciones de coincidencia de color CIE y las cromaticidades estándar relevantes de rojo, verde y azul (por ejemplo, los primarios NTSC originales, SMPTE C o Rec. 709 ).
Para la Rec. 709 (y sRGB ), la combinación lineal, basada en consideraciones colorimétricas puras y la definición de luminancia relativa es:
La fórmula utilizada para calcular la luma en la Rec. La especificación 709 también usa arbitrariamente estos mismos coeficientes, pero con componentes comprimidos gamma:
donde el símbolo primo ′ denota compresión gamma .
Para los formatos digitales que siguen CCIR 601 (es decir, la mayoría de los formatos de definición estándar digitales), la luma se calcula con esta fórmula:
Formatos según la Recomendación UIT-R BT. 709 (es decir, la mayoría de los formatos digitales de alta definición) utilizan una fórmula diferente:
Los sistemas HDTV modernos utilizan los coeficientes 709, mientras que los formatos transicionales 1035i HDTV (MUSE) pueden utilizar los coeficientes SMPTE 240M :
Estos coeficientes corresponden a los primarios SMPTE RP 145 (también conocidos como "SMPTE C") en uso en el momento en que se creó el estándar. [5]
El cambio en los coeficientes de luma es para proporcionar los coeficientes "teóricamente correctos" que reflejan las cromaticidades estándar correspondientes ('colores') de los primarios rojo, verde y azul. Sin embargo, existe cierta controversia con respecto a esta decisión. [6] La diferencia en los coeficientes luma requiere que las señales componentes se conviertan entre Rec. 601 y Rec. 709 para proporcionar colores precisos. En equipos de consumo, la matriz requerida para realizar esta conversión puede omitirse (para reducir costos), lo que resulta en un color inexacto.
Asimismo, la Rec. Es posible que los coeficientes luma 709 no proporcionen necesariamente un mejor rendimiento. Debido a la diferencia entre luma y luminancia relativa, luma no representa exactamente la luminancia de una imagen. Como resultado, los errores en la croma pueden afectar la luminancia. Luma por sí sola no representa perfectamente la luminancia; una luminancia precisa requiere luma y croma precisos. Por lo tanto, los errores de croma "se filtran" en la luminancia de una imagen.
Note el sangrado en la luminosidad cerca de los bordes. Debido al uso generalizado del submuestreo de croma , los errores en el croma generalmente ocurren cuando se reduce la resolución/ancho de banda. Este ancho de banda reducido, junto con componentes cromáticos de alta frecuencia, puede provocar errores visibles en la luminancia. Un ejemplo de un componente cromático de alta frecuencia sería la línea entre las barras verde y magenta del patrón de prueba de barras de color SMPTE . El error en la luminancia se puede ver como una banda oscura que ocurre en esta área. [7]
