色域标准介绍

色域标准
NTSC 1953色域 1953年，美国国家电视标准委员会（National Television System Committee，简称NTSC）基于CIE 1931色度图 制定了NTSC标准，NTSC色域从此诞生，该标准采用C光 源（对应白位为CIII，色温6766K）。 ITU-R BT.709 国际无线电咨询委员会(CCIR)于1988年制定的标准， 用于高清晰度电视(HDTV)演播室的电视制作。
不同标准的光电转换特性示意图
颜色空间的分类问题
从技术角度可考虑分成如下3类： 1. RGB型颜色空间/计算机图形颜色空间： 主要用于电视机和计算机的颜色显示系统，如 RGB，HSI, HSL和HSV。 2. XYZ型颜色空间/CIE颜色空间：由国际照明委员 会(CIE)定义的颜色空间，用作颜色的基本度量方 法。该颜色空间是与设备无关的颜色表示法，在 科学计算中得到广泛应用。对不能直接相互转换 的两个颜色空间，可利用这类颜色空间作为过渡 性的颜色空间，如CIE 1931 XYZ，L*u*v等 3. YUV型颜色空间/电视系统颜色空间：由广播电视 需求的推动而开发的颜色空间，如YUV，YIQ， ITU-R BT.601 , ITU-R BT.709 和SMPTE-240M 。 主要目的是通过压缩色度信息以有效地播送彩色 电视图像
色域标准
ITU-R BT.1361标准 国际电信联盟无线电通信组（ITU-R）于1988年制定 的基于Pointer色域的宽色域标准 xvYCC标准 经国际电工委员会（IEC）认可并于2006年1月作为国 际标准发布的最新一代广色域标准，其色彩范围不仅大大 超越NTSC色域范围，更可以达到传统标准（sRGB）的 两倍。此新规格对应的显示器能够正确显示以前不能显示 的色彩，例如彩色度很高的橘色，翠绿色等。这种新的规 格可以定义所有肉眼能见的颜色。
颜色空间
图1 光谱色
颜色空间
表示颜色的一种数学方法 • 对人，可以通过色调、饱和度和明度来定义颜色 • 对显示设备，用红、绿和蓝磷光体的发光量来描述 颜色 • 对打印或印刷设备，使用青色、品红色、黄色和黑 色的反射和吸收来产生指定的颜色 通常用三维模型表示 • 常用代表三个参数的三维坐标来指定，这些参数描 述颜色在颜色空间中的位置
颜色空间
颜色的产生 人的视觉系统对可见光的感知结果，感知到的颜色由光 波的波长决定。 • 视觉系统能感觉的波长范围为380～780 nm，感知 到的颜色和波长之间的对应关系见图1。 • 纯颜色用光的波长定义，称为光谱色(spectral color)
• 用不同波长的光进行组合时可产生相同的颜色感觉
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电视系统的颜色空间
电视系统的颜色空间包括 1.YUV：用在PAL和SECAM模拟彩色电视制式中， Y表示亮 度，U和V表示两个色差分量 2.YIQ：用在NTSC模拟彩色电视制式中， Y表示亮度，I和Q 表示两个彩色分量 3.YCbCr ：用于数字电视, 在ITU-R BT.601和BT.709等推荐 标准中有明确的定义 数字电视和模拟电视的颜色空间都把RGB颜色空间分离成亮 度和色度，目的是为了更有效地压缩图像的数据量
颜色空间的分类问题
从颜色感知的角度可考虑分成如下3类： 1. 混合(mixture)型颜色空间：按三种基色的比例合成颜色， 如RGB，CMY(K)和XYZ 2. 非线性亮度/色度(luma/chroma)型颜色空间：用一个分 量表示非色彩的感知，用两个独立的分量表示色彩的感 知，如 L*u*v，YUV和YIQ。当需要黑白图像时，使用这 样的系统就非常方便 3. 强度/饱和度/色调(intensity/saturation/hue)型颜色空间： 用饱和度和色调描述色彩的感知，可使颜色的解释更直 观，而且对消除光亮度的影响很有用，如HSI, HSL, HSV
色域标准
sRGB色域 1996年，国际电工委员会IEC制定的关于数字影像的色域标 准，绝大多数的数码图像采集设备厂商都已经全线支持 sRGB标准，如：数码相机、数码摄像机、扫描仪等都能 看到sRGB的选项。而且几乎所有的打印、投影等成像设 备也都支持了sRGB标准。唯独没有全面普及的就是显示 器。 Adobe RGB 1998年Adobe公司提出的，拥有比sRGB更为宽广的色彩空 间，提供了比sRGB更宽广的色彩范围，够覆盖CMYK色 域，一般用于印刷出版、图片处理等领域，可选择性采用。
色域标准
数字电视广播系统广色域的实现
电视系统色域分为两部分： 重现色域，即液晶显示器，其色域覆盖率主要取决于显 像三基色的色度坐标在色度图中构成的基色三角形面积， 它所能重显的彩色只可能在这个三角形内。 传输色域，电视系统传输的色彩空间 电视系统实现广色域需要从上面两部分同时改善： 1.显示器 背光源使用LED的显示器，索尼2013年新品电视加入了全 新TRILUMINOS显示技术(特丽魅彩)，索尼和美国QD Vision合作，使用后者研发的新型材料技术，通过蓝光照 射不同的纳米级颗粒，也被称作量子点Quantum Dot，而 激发出红色和绿色光，只要采用蓝光LED作为背光源，
数字电视广播系统广色域的实现
在其上覆盖一层含有这种纳米颗粒的薄膜，就可以实现三 原色独立发光的效果。同时激发出的红光和绿光的波长范 围大于传统的白光+滤光膜，使电视机可以实现传统的单 色LED背光系统无法表现的广阔色域。 色域达到 91.47%NTSC。
数字电视广播系统广色域的实现
背光源使用新荧光粉的CCFL（索尼） 使用四色彩色过滤液晶的显示器（松下） 2.传输色域 传输色域的大小不仅决定于电视系统的基色坐标，还与信 号的动态范围等因素相关。因此在三基色坐标不变的情况 下，通过增大信号的动态范围就可以达到扩展色域的目的。 例如摄像机的R、G 、B三基色信号，可由原来的0～1扩展 到-0.25～+1.33，从而实现传输色域的扩展。HDTV系统 中xvYCC三基色动态范围则不设限制。