曾經是明祥傳播的小吳 (小吳老師) 09491512

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※Y waveform

一種測量影像訊號的設備，一般稱為waveform 試波器 ，以測量影像 的亮度(y)為主。

(September 12, 2007, Wells)

※Y/C video

影像信號中的亮度(y) 和 色差(c) 訊號是分開的分量信號。S-VHS 錄影帶就是使用 S-Video 錄影格式。也叫做Y/C 分離訊號。
(September 12, 2007, Wells)

※YC waveform

一種測量影像訊號的設備，一般稱為waveform 試波器 ，以聯合顯示方式來測量影像 的亮度(y) 和色差(c) 為主。

(September 12, 2007, Wells)

※Y，Pb，Pr 請參考YUV影像訊號。

(September 12, 2007, Wells)

※Y，Cb，Cr 請參考YUV影像訊號。

※Y，R-Y，B-Y video 也叫 Y，Pb，Pr 或 Y，Cb，Cr

一種分量影像訊號，以Y、R-Y、B-Y三個通道 ，分開處理亮度與彩度，是類比中的最佳影像訊號。請參考YUV影像訊號。

(September 12, 2007, Wells)

※ R，G，B 電視成像小檔案  
● RGB 成像是一種加色法則，將 Red 紅色、Green 綠色、Blue 藍色 ，三原色的色光以不同的比例相加，以合成產生各種色彩光。
● 早期的彩色顯示器主要是以【CRT 電視螢幕】(學名：Cathode Ray Tube 陰極射像管) 為主，後來進步為【PDP 電漿螢幕】(Plasma Display Panel 液晶顯示器)，後來又進步為【LCD 液晶螢幕】(Liquid Crystal Display)，再後來又進步為【LED 液晶螢幕】(Light Emitting Diode 發光二極管)，再後來又進步為【OLED 液晶螢幕】(Organic Light Emitting Diode 有機發光二極管)。至今為止，所有的彩色都是應用三原色光加色技術，以RGB 三原色作為子像素組成一像素，由多個像素組成整個畫面。

● 可是，在 RGB 彩色顯示器中，卻有一組【YUV積體電路配適器】將 YUV 轉換為 RGB，因為在 8 Bit之中，每像素24位元，每個原色8位元的全值域RGB可以有256級別的白-灰-黑深淺變化，Red 紅色 (0~255)、Green 綠色 (0~255)、Blue 藍色 (0~255) ，所以 RGB (0,0,0)為黑色，RGB (255,255,255)為白色。

● 但是在【CCIR 601電視協會定義】YUV 轉換為 RGB，使用以下的比例和偏移值：
YUV (0~16)黑色，YUV (235~255)是白色。
RGB (16, 16, 16) 【小於 16 即為黑色】，RGB (235, 235, 235)【大於 235 即為白色】。
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※Y，U，V

● Y、U、V 一般會寫成 Y、R-Y、B-Y，其中 R-Y(讀音R減Y)、B-Y(讀音B減Y)
CCIR國際無線電諮詢委員會於1982年提出了CCIR 601號建議，確定以分量 訊號 Y(亮度) 和兩個色差分量訊號 R-Y(讀音R減Y，就是 紅色減去亮度)、B-Y(讀音B減Y，就是 藍色減去亮度) 為基礎進行編碼，作為當時電視製播數位編碼的國際標準。

601號建議：

1.亮度取樣頻率為525/60和625/50三大電視系統制式頻率倍數為 2.25 MHz 的6倍，即 Y、R-Y、B-Y三分量的取樣頻率分別為13.5MHz、6.75MHz、6.75MHz。

2.取樣後採用線性量化，每個樣點的量化比特數用來電視製播為10bit，用來傳輸為8bit。

3.建議兩種制式有效行內的取樣點數亮度信號取720個，兩個色差信號各取360個，這樣就統一了數位分量編碼標準，使三種不同的制式便於轉換和統一。所以有效行Y、R-Y、B-Y三分量樣點之間的比例為4：2：2（720：360：360) 。

Component分量訊號：YUV、Y, R-Y, B-Y、Y, Cb, Cr、Y, Pb, Pr 等多種標識方式，雖然標識方法和端子接頭外形有所不同，但都是指分量信號( 也稱色差分量信號)。處理過程中統一忽略綠色差 G-Y(讀音G減Y)，由 Y, R-Y, B-Y 的數值就能夠得到G 的值(第四個等式，並不是必要的)。分量信號是目前各種類比介面中畫質最好的一種。

坊間對Y,Cb,Cr及Y,Pb,Pr有很多 種說法，其中筆者認為有一種比較可信的說法是指：
Y, Cb, Cr的C最初是表示Chroma色度訊號，Y = 亮度Luma，Cb = 色度訊號中的Blue藍色，Cr = 色度訊號中的Red紅色。後來HD解析度的出現，為了區隔SD與HD訊號端子的不同，就改標示為Y, Cb, Cr 支援SD解析度與Y, Pb, Pr 支援HD解析度,，並向下相容SD。

Y, Cb, Cr的C表示Consumer消費等級，它可支援SD Component分量信號(720x486 Pixel)；
Y, Pb, Pr 的P表示Professional專業等級，它最高可支援HD Component分量信號( 1920x1080 Pixel)並相容SD，截至目前 4K UHD 或 8K 並不支援 Component 分量信號。
 

● 談到它(Component分量訊號)就必須從黑白電視那個年代說起，早在1949年左右，彩色電視廣播仍在實驗階段，那時候有兩個強有力的競爭者【RCA 美國無線電公司 Radio Corporation of America】與【CBS 哥倫比亞廣播公司 Columbia Broadcasting System】在競 爭美國彩色電視機的標準，最後，美國 NTSC 協會 採用了 RCA 的標準並予以修改，在1953年正式頒布了 NTSC 的彩色電視標準。

● CBS 為什麼會 戰敗呢 ？其中一個主要的關鍵原因，是因為 CBS 彩色電視系統採用 RGB 技術來成像，雖然 RGB 成像技術很好，但是，和原有的黑白單色電視系統並不相容，意味著，當時【若是】採用 RGB 為彩色電視機的標準的話，那全世界的幾百萬台黑白電視機必須丟棄，或改添購全新的彩色電視機，或者無電視節目可看。

● RCA 勝出的原因是什麼 ? 其中一個主要的關鍵技術，是採用了令人頗為驚豔的新技術，在原有黑白單色電視有限的頻寬內，達到 同時傳送黑白與彩色影像訊號為目的，那就是使用【YUV 成像技術】，彩色電視機就接收【YUV 訊號】，黑白電視機只接收【Y 訊號】，所以今日全世界 NTSC 、PAL、S等電視系統的相關產品：錄影機、影碟機、攝錄影機……都可以和黑白單色電視完全 相容，這些都歸功 YUV 技術的發明。在傳送彩色電視信號時，又能讓黑白電視正常收視，因此電視信號除了傳送原來的輝度信號 Y (亮度) 以外，並載送彩度信號 R-Y(紅色減去亮度)、與 B-Y(藍色減去亮度) ，而不是傳送 RGB 三原色信號。

● 公式：Y 實際是由 30％ 的紅色加上 59％ 的綠色 再加上 11％ 的藍色所組合而成的，由於人類視覺對於 紅、綠、藍三原色的感受不同，而這個比例組合而成的 Y 信號，恰好可以實現黑白影像的真實灰階感；
Y=R0.3+G0.59+B0.11，
R- Y=R0.7-G0.59-B0.11，
B-Y=R0.3-G0.59-B0.89
在分量信號由類比轉換成數位的 CCIR 601 信號 (或稱 ITU-R BT.601信號) 的過程中之取樣(sampling)技術，分別使用 13.5MHz 的取樣頻率，給 YUV，這樣稱爲【4：4：4】取樣 (Y=13.5MHz，U=13.5MHz，V=13.5MHz)，如此資料量則太大，(YUV=RGB)二者資料量一樣大，未能解決當時傳輸之實際需求；由於人類的視覺對於輝度 (Y=16~235) 的明暗色階，遠超過彩度(U=16~235、V=16~235) 差異辨識率，所以可用較低的頻寬來表現彩度信號（Chroma）(而 RGB 用較高的頻寬來表現彩度信號，R=0~255、G=0~255、B=0~255)。
● YUV 又因為【4：4：4】取樣 資料量與 RGB 一樣太大，於是就有了【4：2：2】取樣、【4：2：0】取樣、【4：1：1】取樣，用更低的頻寬表現彩度信號，來配合現實的空中有限的頻寬。舉個例子您就能明白，在【類比電視時代】，都是使用【無壓縮 Baseband 基頻訊號】，如果使用【4：4：4】，空中的頻寬扣除軍事用途後，最多只能容納【三台 無線電視台】即 臺視、中視、華視。如果使用【4：2：2】，相同的頻寬卻可以容納【四台 無線電視台】即 臺視、中視、華視、民視。後來【數位電視時代】，都是使用【有壓縮 Baseband 基頻訊號】台數就更多了，但那是另一課題，不在此探討。
◆【4：4：4】取樣，就是在特定時序中【Y 取樣 4 個單位】、【U 取樣 4 個單位】、【V 取樣 4 個單位】。
◆【4：2：2】取樣，就是在特定時序中【Y 取樣 4 個單位】、【U 取樣 2 個單位】、【V 取樣 2 個單位】。
◆【4：2：0】取樣，就是在特定時序中【Y 取樣 4 個單位】、【U 取樣 2 個單位】或【V 取樣 2 個單位】。
◆【4：1：1】取樣，就是在特定時序中【Y 取樣 4 個單位】、【U 取樣 1 個單位】、【V 取樣 1 個單位】。
● 其中
◆【4：4：4】取樣，也就是完整取樣(Y=13.5MHz，U=13.5MHz，V=13.5MHz)，【一個無壓縮頻道】需要佔有的無線頻寬為【40.5 MHz】，一般會並不會使用在【直播】上，因為【太佔有頻寬】。有設備或軟體聲稱它使用【8：8：8】取樣，只是多一道工序，其最後結果【並沒有加分】，因為【4：4：4】取樣成績已經 100 分，而【8：8：8】取樣最高成績也只有 100 分，卻耗費軟硬體效能更多，可以解釋為【自我感覺良好】高興就好啦 !!

◆【4：2：2】取樣，也就是減量取樣(Y=13.5MHz，U=6.75MHz，V=6.75MHz)，【一個無壓縮頻道】只要佔有的無線頻寬為【27 MHz】，一般會使用在【廣播電視等級的無線直播】上，因為【小而美】觀眾會覺得畫質很棒。

◆【4：2：0】+【4：0：2】取樣，也就是減量取樣(Y=13.5MHz，U=6.75MHz，V=不取樣) 或 (Y=13.5MHz，U=不取樣，V=6.75MHz)交替取樣，【一個無壓縮頻道】只要佔有的頻寬為【20 MHz】，一般會使用在【業務等級的裝置設備】上，因為【性價比高】觀眾會覺得畫質可接受。

◆【4：1：1】取樣，也就是減量取樣(Y=13.5MHz，U=3.375MHz，V=3.375MHz)，【一個無壓縮頻道】只要佔有的頻寬為【20 MHz】，一般會使用在【消費等級的裝置設備】上，因為【物美價廉】早期使用在【傳統的VHS錄影帶】，後來也 主要應用在 NTSC DV 數位系統。

◆【4：1：0】　主要使用在 特殊的編解碼器系統。這種格式雖然存在，但並沒有得到廣泛的應用，因為它的清晰度比傳統的VHS錄影帶還要差。

※4:2:2 P@ML 中的 4:2:2 是指色度 Y:U:V 之取樣值。

◇【4：1：1】主要使用在 NTSC DV 系統。

常見的應用應軟硬體格式：DVCPRO、NTSC DV、DVCAM
每個色差分量UV的色度取樣值都是亮度Y的四分之一，所以在生成的影像中，UV的每個像素資料量都只有四分之一（每個分量通常8或10比特Bit），經過 8位元量化(Quantization)之後，Y的每個像素位元組是未經壓縮的原始資料量，UV的每個像素位元組是未經壓縮的原始資料量四分之一取樣值。

                
◇【4：2：0】主要使用在 HD 與 HDV 與 DVD系統使用。使用這種方法的品質很接近於 4:1:1。

常見的應用應軟硬體格式：MPEG，包括如DVD等MPEG-2成品（有些MPEG-4 profile容許更高取樣值） 、PAL DV及DVCAM、HDV、AVCHD、JPEG/JFIF、H.261、MJPEG、VC-1

 
每個色差分量UV的色度取樣值都是亮度Y的一半，所以在生成的影像中，UV的每個像素資料量都只有一半（每個分量通常8或10比特Bit），經過8位元量 化(Quantization)之後，Y的每個像素位元組是未經壓縮的原始資料量，UV的每個像素位元組是未經壓縮的原始資料量一半取樣值，但UV並不是 同時流取樣，而是採取輪流取樣。

(例如：SD取樣→ Y=13.5MHz，U=6.75MHz，V=不取樣) 或 (Y=13.5MHz，U=不取樣，V=6.75MHz)。

◇【4：2：2】主要使用在 廣播級SD 與 HD系統。

常見的應用應軟硬體格式：Digital Betacam、DVCPRO50、DVCPRO HD、Digital-S、CCIR 601 / 串列 數位介面 / D1、ProRes 422、XDCAM HD422

每個色差分量UV的色度取樣值都是亮度Y的一半，所以在生成的影像中，UV的每個像素資料量都只有一半（每個分量通常8或10比特Bit），經過8位元量 化(Quantization)之後，Y的每個像素位元組是未經壓縮的原始資料量，UV的每個像素位元組是未經壓縮的原始資料量一半取樣值。

在SD和ED的應用，並行數據格式被定義為 10 位元數據流（稱為Y = Luminance Channel 和C = Chrominance Channel ），數據流是這樣安排的：Cb Y Cr Y' Cb Y Cr Y'。
在HD應用，它分成兩個平行的 10 位元數據流（稱為Y和C），數據流是這樣安排的：平行的第一路： Y   Y'  Y   Y'  Y   Y ' Y   Y' ，平行的第二路：Cb Cr Cb Cr Cb Cr Cb Cr 。

◇【4：4：4】YUV = 主要使用在 廣播級SD 與 HD系統。這是最好的色度取樣值(實際上它已經完整的記載了原先的色度原始資料)，作為一種中間格式，常常被用在高階的底片掃描儀和影片後期處理上。

常見的應用應軟硬體格式：高階的底片掃描儀和影片後期處理上。

三個色差分量YUV的色度取樣值相同，所以在生成的影像中，YUV的每個像素資料量都一樣（每個分量通常8或10比特Bit），經過8位元量化(Quantization)之後，YUV的每個像素位元組是未經壓縮的原始資料量。例如：HDCAM SR等格式必須以雙通道(Dual Channel) HD-SDI 記錄4:4:4 YUV訊號。這個頻寬需要兩條 SDI 同時連結：A連結負載著4:2:2訊號，B連結負載著0:2:2訊號，兩者結合成一條4:4:4訊號。

◇【4：4：4】RGB = 主要使用在 廣播級SD 與 HD系統。值得注意的是 4:4:4 也應用在RGB色度空間中，全部沒有作任何色度取樣。

常見的應用應軟硬體格式：HDCAM SR 必須以雙通道(Dual Channel) HD-SDI 記錄4:4:4 RGB訊號。

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