YUVとRGBの比較

DTVの世界では、世の中に無数ある色を限られた数値で表現します。 PCを使っている人に最もなじみが深いのはRGBという色空間(カラースペース)ではないでしょうか。 赤(R)・緑(G)・青(B)の組み合わせで色を表現します。

おなじみ「ペイント」の色指定もRGB
上記「ペイント」の色指定もそうですが、一般的にはRGB各8ビット(256階調)、計1600万色というものが多いです。
また、動画の世界ではRGBではなくYUVという色空間(カラースペース)も良く使われます。 YUVというのは輝度(Y)と色差(輝度と青の差=U,輝度と赤の差=V)の組み合わせで色を表現します。 色差というのがわかりづらいですが、大雑把に言って
  • 明るさの情報(Y)
  • 色の情報(UV)
で構成されていると考えてください。
この方式には
  • 白黒テレビからカラーテレビへの移行(共存)が容易だった。
  • 人間の目は色の変化に鈍感なので色情報だけ削るとデータを節約できる。
という2つのメリットがあります。
YUVも多くの場合各8ビットなのですが、RGBと1対1に対応しているわけではありません。 その概念を下の図で説明します。 黄色い円が世の中に存在する色だとします。 AもBもその中を8×8のマス目に区切って表現していますが、次のような特徴があります。
  • Aのほうが広い範囲をカバーしている。(Aのほうが表現できる範囲が広い。)
  • Bのほうがマス目が細かい。(微妙な諧調が表現できる。)
  • AとBは1対1ではない。

無限の色を限られた区画で表現
この図では、AがYUV、BがRGBということになります。
YUVとRGBの変換式というのも規格で決められており、相互に変換することができます。 しかし、上の図で示したとおり、限られた段階(各8ビット)の中でのことですので自由自在というわけにはいきません。 両者を無理やり重ねて書くと下の図のようになります。

YUVとRGBの比較
これを見てわかるように、YUVはRGBで表現できる範囲をすべてカバーしています。(が、細かい諧調はRGBに分があります。) 色の話はとても奥が深いのですが、YUVとRGBの関係についてはこのようになります。
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