YCgCo-Farbmodell

Das YCgCo-Farbmodell (auch YCoCg) beschreibt den Farbraum, der durch die Luminanz Y, chrominance green Cg und chrominance orange Co gebildet wird. Es wird beispielsweise in den Videokompressionsverfahren H.264/MPEG-4 AVC und Dirac[1] eingesetzt, da es – im Vergleich zu anderen Farbmodellen – zu einer stärkeren Dekorrelation der Farbebenen führt.

Originalbild oben und Darstellung der einzelnen Komponenten Y, chrominance green Cg und chrominance orange Co.

Vergleich mit anderen Farbmodellen

RGB-Farbmodell

Die drei Werte des YCgCo-Farbmodells lassen sich wie folgt aus den drei Farbwerten des RGB-Farbmodells berechnen:

{\begin{bmatrix}Y\\Cg\\Co\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}1/4&1/2&1/4\\-1/4&1/2&-1/4\\1/2&0&-1/2\end{bmatrix}}\cdot {\begin{bmatrix}R\\G\\B\end{bmatrix}}

Die Werte der Luminanz Y bewegen sich im Bereich von 0 bis 1, chrominance green Cg und chrominance orange Co im Bereich von −0,5 bis 0,5. Ein reines Rot entspricht beispielsweise im RGB-System (1,0,0) und im YCgCo-System (1/4,-1/4,1/2).[2][3]

Die Umrechnung vom YCgCo-Farbmodell ins RGB-Farbmodell ergeben sich aus der invertierten Matrix zu:

{\begin{bmatrix}R\\G\\B\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}1&-1&1\\1&1&0\\1&-1&-1\end{bmatrix}}\cdot {\begin{bmatrix}Y\\Cg\\Co\end{bmatrix}}

Um diese Umrechnung zu realisieren sind daher nur 2 Additionen und 2 Subtraktionen notwendig. Weiterhin sind auch keine reellen Koeffizienten notwendig, wodurch die Transformation effizient als integer-Additionen und -Subtraktionen implementiert werden kann:

tmp := Y   − Cg;
R   := tmp + Co;
G   := Y   + Cg;
B   := tmp − Co;

YCbCr-Farbmodell

Das YCgCo-Farbmodell hat gegenüber dem YCbCr-Farbmodell den Vorteil einer einfacheren und schnelleren Berechnung sowie einer stärkeren Dekorrelation der Farbebenen.[2][3]

Literatur

Tilo Strutz: Bilddatenkompression. Grundlagen, Codierung, Wavelets, JPEG, MPEG, H.264 4. Auflage, Vieweg+Teubner 2009, ISBN 978-3-8348-0472-3 (Print), ISBN 978-3-8348-9986-6 (Online)

Forschungsarbeiten zum YCgCo-Farbmodell:

H. Malvar, G. Sullivan: YCoCg-R: A color space with RGB reversibility and low dynamic range. ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 and ITU-T SG16 Q.6, Document JVT-I014, 2003.
S. Sun: Residual Color Transform Using YCoCg-R. ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 and ITU-T Q6/SG16, Document JVT-L014, March 2004.
Woo-Shik Kim, Dmitry Birinov, Dae-Sung Cho, Hyun Mun Kim (Multimedia Lab, Samsung AIT); Video Coding Experts Group (VCEG): Enhancements to RGB coding in H.264/MPEG-4 AVC FRExt. Proposal, 26th Meeting: Busan, KR, 16–22. April 2005, ITU Document VCEG-Z16 (MS Word)
P. Agawane, K.R. Rao (Multimedia Processing Lab, University of Arlington): Implementation and evaluation of residual color transform for 4:4:4 lossless RGB coding. International Conference on Recent Advances in Communication Engineering, Hyderabad, India. 20-23 December 2008, uta.edu (ppt)

Einzelnachweise

Dirac Specification. (PDF; 891 kB) S. 136, archiviert vom Original am 3. Mai 2015; abgerufen am 4. Mai 2010 (englisch).
YCoCg: A Color Space with RGB Reversibility. (ppt; 583 kB) University of Texas at Arlington, abgerufen am 2. Mai 2010 (englisch).
Yair Moshe: H.264 Amendment: Fidelity Range Extensions. (PDF) Signal and Image processing Lab (SIPL), S. 15, archiviert vom Original am 6. Oktober 2014; abgerufen am 2. Mai 2010 (englisch).

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[disp-1] Dirac Specification. (PDF; 891 kB) S. 136, archiviert vom Original am 3. Mai 2015; abgerufen am 4. Mai 2010 (englisch).

[uta-2] YCoCg: A Color Space with RGB Reversibility. (ppt; 583 kB) University of Texas at Arlington, abgerufen am 2. Mai 2010 (englisch).

[sipl-3] Yair Moshe: H.264 Amendment: Fidelity Range Extensions. (PDF) Signal and Image processing Lab (SIPL), S. 15, archiviert vom Original am 6. Oktober 2014; abgerufen am 2. Mai 2010 (englisch).