Over de kleurruimten YUV en YIQ

Naast de kleurruimten die worden gebruikt door HTML, CSS en JavaScript, nl. RGB, CYMK en HLS, zijn er meer manieren om kleur te beschrijven, die allemaal op één of andere manier gerelateerd zijn aan het RGB-systeem. Die systemen worden gebruikt bij het aansturen van analoge televisies. Bij webdesign spelen ze geen enkele rol.

Er zijn twee systemen voor analoge (kleuren-)televie: PAL en NTSC. PAL maakt gebruik van de kleurruimte YUV. Vroege versies van NTSC gebruikten YIQ, maar later is overgegaan op YUV, omdat YIQ een wat mindere beeld kwaliteit geeft dan YUV. YIQ wordt tegenwoordig niet meer gebruikt, en is daardoor feitelijk overbodig geworden. De verschillen zijn niet groot.
Het PAL-systeem wordt/werd vooral gebruikt in Europa en veel andere landen. NTSC wordt/werd vooral gebruikt in Amerika en Zuidoost Azië.

Hieronder staat aangegeven hoe je YIQ en YUV berekent uit RGB.
R, G en B hebben een waarde tussen 0 en 1. 0 is de minimum intensiteit en 1 is het maximum.

YIQ
Een kleur in het YIQ-systeem wordt samengesteld aan de hand van drie velden:

• Y = luminantie, ofwel lichtintensiteit;
• I = in-fase;
• Q = quadrature (afgeleid van het modulatiesysteem).

Het Y-veld bepaalt de lichtintensiteit, dat is de hoeveelheid wit. De velden I en Q bepalen de kleur (de chrominantie, of chroma). Deze waarden worden berekend aan de hand van RGB-waarden. Dat gaat met het volgende stelsel vergelijkingen:

Y	=	0.299	0.587	0.114	·	R
I		0.595716	-0.274453	-0.321263		G
Q		0.211456	-0.522591	0.311135		B

Opmerking: Omdat YIQ niet meer wordt gebruikt, wordt dit in de rest van dit verhaal niet meer genoemd.

YUV
Net als bij YIQ wordt de kleur in het YUV-systeem samengesteld aan de hand van drie velden:

• Y = luminantie, ofwel lichtintensiteit;
• U = Horizontale coördinaat in het U-V-vlak, U = 0.492(B - Y).
• V = Verticale coördinaat in het U-V-vlak, V = 0.877(R - Y).

Y	=	0.299	0.587	0.114	·	R
U		-0.147	-0.289	0.436		G
V		0.615	-0.515	-0.100		B

 
Het Y-veld bepaalt de lichtintensiteit, dat is de hoeveelheid wit. U en V bepalen de kleur. Zie de figuur hierboven, die is bepaald bij Y = 0.5.
Bij andere waarden van Y verandert het U-V-vlak, zie de figuren hieronder.

Y = 0.0		Y = 0.5		Y = 1.0

Een bijzonder geval is als U = V = 0, dan heb je zwart-wit beeld: Bij Y = 1 krijg je zuiver wit, bij Y = 0 krijg je zuiver zwart. Daartussen liggen alleen grijstinten.

De YUV-kleurruimte beslaat maar een klein deel van de RGB-kleurruimte, waarbij de overeenkomst niet 100% is. Zie de figuur hiernaast, waar de YUV-kleurruimte is geplot in de RGB-kleurruimte. Door het verschil in omvang en de afwijkingen kan het beeld op een analoge kleurentelevisie nooit de kleurenrijkdom halen die met een digitale monitor mogelijk is.

Bron: Diverse artikelen op internet, waaronder Wikipedia: YUV, YIQ, en niwa.nu.