색차

색차(, 줄여서 크로마)는 많은 영상 시스템에서 쓰이는 신호이며, 색차와 함께 하는 루마 신호에서 별도로 그림의 색 정보를 전달하는 데 쓰인다.

색차는 일반적으로 U = B' − Y'(파란색 − 루마) 및 V = R' − Y'(빨간색 − 루마)라는 두 가지 색차 구성 요소로 표시된다. 이러한 각 차이 구성 요소에는 적용 가능한 비디오 표준에 지정된 대로 스케일 인수와 오프셋이 적용될 수 있다.

컴포지트 비디오 신호에서 U 및 V 신호는 색상 부반송파 신호를 변조하며 그 결과를 색차 신호라고 한다. 이 변조된 색차 신호의 위상과 진폭은 대략 색상의 색조와 채도에 해당한다. Y'CbCr과 같은 디지털 비디오 및 정지 이미지 색상 공간에서 루마 및 색차 구성 요소는 디지털 샘플 값이다.

RGB 색상 신호를 루마와 색차로 분리하면 각각의 대역폭을 별도로 결정할 수 있다. 일반적으로 아날로그 컴포지트 비디오에서는 변조된 색상 하위 반송파의 대역폭을 줄임으로써 색차 대역폭을 줄이고, 디지털 시스템에서는 색도 하위 샘플링을 통해 색차 대역폭을 줄인다.

역사
컬러 텔레비전 신호를 별개의 루마 및 색차 구성 요소로 전송하는 아이디어는 조르주 발렌시가 1938년에 특허를 취득하면서 시작되었다.French patent 841335, issued Feb. 6, 1939; cited in U.S. Patent 2375966 "System of Television in Colors", issued May 15, 1945. 발렌시의 특허 출원에는 다음과 같이 기술되어 있다.

두 개의 채널을 사용하는데, 하나는 지배적인 색상(신호 T)을 전송하고 다른 하나는 평균 밝기(신호 t)를 전송하며, 이는 단일 텔레비전 송신기에서 출력되어 필요한 고가의 장비를 갖춘 컬러 텔레비전 수신기는 물론, 더 일반적이고 저렴하며 흑백으로만 화면을 재현하는 일반 텔레비전 수신기에서도 수신될 수 있다.

기존 흑백 수신기와 호환되지 않았던 이전 컬러 텔레비전 시스템 방식은 다양한 방식으로 RGB 신호를 전송했다.

텔레비전 표준
아날로그 텔레비전에서 색차는 서브캐리어 주파수를 사용하여 비디오 신호로 인코딩된다. 비디오 표준에 따라 색차 서브캐리어는 직교 진폭 변조(NTSC 및 PAL) 또는 주파수 변조(SÉCAM)될 수 있다.

PAL 시스템에서 컬러 서브캐리어는 비디오 캐리어보다 4.43MHz 높고, NTSC 시스템에서는 비디오 캐리어보다 3.58MHz 높다. NTSC 및 PAL 표준이 가장 일반적으로 사용되지만, 다른 서브캐리어 주파수를 사용하는 다른 비디오 표준도 있다. 예를 들어, PAL-M (브라질)은 3.58MHz 서브캐리어를 사용하고, SÉCAM은 비디오 캐리어보다 4.250MHz 및 4.40625MHz의 두 가지 다른 주파수를 사용한다.

비디오 신호에 색차가 존재한다는 것은 수평 동기화 직후이자 각 비디오 라인이 시작되기 전의 백 포치에서 전송되는 컬러버스트 신호로 표시된다. 컬러버스트 신호가 텔레비전 화면에 보인다면 매우 어두운 올리브색의 수직 줄무늬로 나타날 것이다. NTSC 및 PAL에서 색상은 컬러버스트에 대한 색차 신호의 위상 편이로 표현되며, 채도는 서브캐리어의 진폭으로 결정된다. SÉCAM에서는 (R′ − Y′) 및 (B′ − Y′) 신호가 번갈아 전송되며 위상은 중요하지 않다.

색차는 PAL 및 SÉCAM 비디오 신호에서는 U-V 색 평면으로, NTSC에서는 I-Q 색 평면으로 표현된다.

디지털 시스템
디지털 비디오 및 디지털 사진 시스템은 압축률 향상을 위해 루마/크로마 분해를 사용하기도 한다. 예를 들어, 일반 RGB 디지털 이미지가 JPEG 표준을 통해 압축될 때, RGB 색 공간은 먼저 회전변환행렬을 통해 YCbCr 색 공간으로 변환된다. 이는 해당 공간의 세 구성 요소가 상관 중복이 적고, 색차 구성 요소를 2 또는 4의 인수로 서브샘플링하여 이미지를 추가로 압축할 수 있기 때문이다. 압축 해제 시 Y′CbCr 공간은 다시 RGB로 회전된다.

 같이 보기 
 휘도
 크로마 서브샘플링
 크로마 키

 각주 

분류:물리량
분류:빛