YIQ

YIQ es el espacio de color utilizado por el sistema de televisión analógica NTSC . La I significa en fase , mientras que la Q significa en cuadratura , en referencia a los componentes utilizados en la modulación de amplitud en cuadratura . Otros sistemas de televisión utilizaban espacios de color diferentes, como YUV para PAL o YDbDr para SECAM. Los estándares digitales posteriores utilizan el espacio de color YCbCr . Todos estos espacios de color están relacionados entre sí y funcionan según el principio de añadir un componente de color, denominado crominancia , a una imagen en blanco y negro denominada luminancia .

En YIQ, el componente Y representa la información de luminancia y es el único componente utilizado por los receptores de televisión en blanco y negro. I y Q representan la información de crominancia, donde I indica (aproximadamente) el contraste naranja - azul y Q el contraste púrpura - verde . I y Q pueden considerarse como un segundo par de ejes en el mismo gráfico que el espacio de color YUV, rotados 33°; por lo tanto, IQ y UV representan sistemas de coordenadas diferentes en el mismo plano.

El sistema YIQ está diseñado para aprovechar las características de respuesta cromática humana . El ojo es más sensible a los cambios en el rango naranja-azul (I) que en el rango púrpura-verde (Q) ; por lo tanto, se requiere menos ancho de banda para Q que para I. El estándar NTSC de transmisión limita I a 1,3  MHz y Q a 0,4  MHz. I y Q se intercalan en frecuencia dentro de la señal Y de 4  MHz, lo que mantiene el ancho de banda de la señal general en 4,2  MHz. En los sistemas YUV, dado que U y V contienen información en el rango naranja-azul, ambos componentes deben tener el mismo ancho de banda que I para lograr una fidelidad de color similar.

Muy pocos televisores realizan una verdadera decodificación I y Q, debido a los altos costos de dicha implementación. En comparación con la decodificación RY y BY, más económica y que requiere un solo filtro, I y Q requieren cada una un filtro diferente para satisfacer las diferencias de ancho de banda entre I y Q. Estas diferencias de ancho de banda también requieren que el filtro 'I' incluya un retardo de tiempo para igualar el retardo más largo del filtro 'Q'. El Rockwell Modular Digital Radio (MDR) fue un equipo de decodificación I y Q que, en 1997, podía operar en modo cuadro a cuadro con una PC o en tiempo real con el Fast IQ Processor (FIQP). Algunos receptores de TV domésticos RCA " Colortrak ", fabricados alrededor de 1985, no solo utilizaban la decodificación I/Q, sino que también anunciaban sus beneficios, junto con los de su filtrado de peine, como un procesamiento completo del "100 por ciento" para ofrecer más contenido de imagen en color original. Anteriormente, varias marcas de televisores a color (RCA, Arvin) utilizaban la decodificación I/Q en los modelos de 1954 o 1955, en televisores con pantallas de aproximadamente 13 pulgadas (medidas en diagonal). El televisor de proyección Advent  original también utilizaba la decodificación I/Q. Alrededor de 1990, al menos un fabricante ( Ikegami ) de monitores de imagen profesionales para estudios anunciaba la decodificación I/Q.

La representación YIQ se utiliza a veces en transformaciones de procesamiento de imágenes en color . Por ejemplo, aplicar una ecualización de histograma directamente a los canales de una imagen RGB alteraría el balance de color. En cambio, la ecualización de histograma se aplica al canal Y de la representación YIQ o YUV de la imagen, lo que solo normaliza los niveles de brillo.

Estas fórmulas permiten la conversión entre los espacios de color YIQ y RGB, donde R, G y B son valores corregidos gamma. Valores para la colorimetría NTSC original de 1953 y el estándar SMPTE C FCC posterior.

Las siguientes fórmulas asumen lo siguiente:

${\displaystyle R,G,B,Y\in \left[0,1\right],\quad I\in \left[-0.5957,0.5957\right],\quad Q\in \left[-0.5226,0.5226\right]}$

Los rangos para I y Q ^{[ 1 ] [ 2 ]} son ​​el resultado de los coeficientes en la segunda y tercera fila de la matriz de ecuaciones RGB a YIQ que se muestra a continuación, respectivamente.

Colorimetría NTSC 1953

Estas fórmulas aproximan la conversión entre la especificación NTSC de color original de 1953 y YIQ. ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

De RGB a YIQ

${\displaystyle {\begin{bmatrix}Y\\I\\Q\end{bmatrix}}\approx {\begin{bmatrix}0.299&0.587&0.114\\0.5959&-0.2746&-0.3213\\0.2115&-0.5227&0.3112\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}R\\G\\B\end{bmatrix}}}$^{[ 6 ]}

De YIQ a RGB

${\displaystyle {\begin{bmatrix}R\\G\\B\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}1&0.956&0.619\\1&-0.272&-0.647\\1&-1.106&1.703\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}Y\\I\\Q\end{bmatrix}}}$

Tenga en cuenta que la fila superior es idéntica a la del espacio de color YUV.

• ${\displaystyle {\begin{bmatrix}R\\G\\B\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}1\\1\\1\end{bmatrix}}\implies {\begin{bmatrix}Y\\I\\Q\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}1\\0\\0\end{bmatrix}}}$

Estándar NTSC de la FCC (SMPTE C)

En 1987, el Comité de Tecnología de Televisión de la Sociedad de Ingenieros de Cine y Televisión (SMPTE), Grupo de Trabajo sobre Colorimetría de Monitores de Estudio, adoptó el SMPTE C. [ ^{7 ] [ 8 ] [ 9 ] Las} fórmulas de conversión anteriores quedaron obsoletas y el estándar NTSC contenido en las reglas de la FCC para la transmisión de televisión analógica en color por aire adoptó una matriz diferente: ^{[ 10 ] [ 11 ]}

De RGB a YIQ

${\displaystyle \left\{{\begin{array}{ccl}E_{Y}^{\prime }&=&0.30E_{R}^{\prime }+0.59E_{G}^{\prime }+0.11E_{B}^{\prime }\\E_{I}^{\prime }&=&-0.27(E_{B}^{\prime }-E_{Y}^{\prime })+0.74(E_{R}^{\prime }-E_{Y}^{\prime })\\E_{Q}^{\prime }&=&0.41(E_{B}^{\prime }-E_{Y}^{\prime })+0.48(E_{R}^{\prime }-E_{Y}^{\prime })\end{array}}\right.}$

En notación matricial, ese sistema de ecuaciones se escribe como:

${\displaystyle {\begin{bmatrix}E_{Y}^{\prime }\\E_{I}^{\prime }\\E_{Q}^{\prime }\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}0.30&0.59&0.11\\0.599&-0.2773&-0.3217\\0.213&-0.5251&0.3121\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}E_{R}^{\prime }\\E_{G}^{\prime }\\E_{B}^{\prime }\end{bmatrix}}}$

Dónde:

• ${\displaystyle E_{Y}^{\prime }}$es el voltaje corregido gamma de luma.
• ${\displaystyle E_{R}^{\prime }}$,${\displaystyle E_{G}^{\prime }}$y${\displaystyle E_{B}^{\prime }}$son los voltajes corregidos gamma correspondientes a las señales roja, verde y azul.
• ${\displaystyle E_{I}^{\prime }}$y${\displaystyle E_{Q}^{\prime }}$son las amplitudes de los componentes ortogonales de la señal de crominancia.

De YIQ a RGB

Para convertir de FCC YIQ a RGB:

${\displaystyle \left\{{\begin{array}{ccl}E_{R}^{\prime }=E_{Y}^{\prime }+0.9469E_{I}^{\prime }+0.6236E_{Q}^{\prime }\\E_{G}^{\prime }=E_{Y}^{\prime }-0.2748E_{I}^{\prime }-0.6357E_{Q}^{\prime }\\E_{B}^{\prime }=E_{Y}^{\prime }-1.1E_{I}^{\prime }+1.7E_{Q}^{\prime }\end{array}}\right.}$

En notación matricial, ese sistema de ecuaciones se escribe como:

${\displaystyle {\begin{bmatrix}E_{R}^{\prime }\\E_{G}^{\prime }\\E_{B}^{\prime }\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}1&0.9469&0.6236\\1&-0.2748&-0.6357\\1&-1.1000&1.7000\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}E_{Y}^{\prime }\\E_{I}^{\prime }\\E_{Q}^{\prime }\end{bmatrix}}}$

Dónde:

• ${\displaystyle E_{Y}^{\prime }}$es el voltaje corregido gamma de luma.
• ${\displaystyle E_{R}^{\prime }}$,${\displaystyle E_{G}^{\prime }}$y${\displaystyle E_{B}^{\prime }}$son los voltajes corregidos gamma correspondientes a las señales roja, verde y azul.
• ${\displaystyle E_{I}^{\prime }}$y${\displaystyle E_{Q}^{\prime }}$son las amplitudes de los componentes ortogonales de la señal de crominancia.

De YUV a YIQ y viceversa

${\displaystyle {\begin{bmatrix}Y'\\I\\Q\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}1&0&0\\0&-\sin(33^{\circ })&\cos(33^{\circ })\\0&\cos(33^{\circ })&\sin(33^{\circ })\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}Y'\\U\\V\end{bmatrix}}\approx {\begin{bmatrix}1&0&0\\0&-0.54464&0.83867\\0&0.83867&0.54464\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}Y'\\U\\V\end{bmatrix}}}$

Debido a la simetría ortogonal (la simetría no es necesaria ni suficiente) de la matriz, se puede utilizar la misma matriz para la conversión de YIQ a YUV. ^{[ 12 ]}

La mayoría de los territorios que utilizaban el sistema NTSC han migrado a la televisión digital . En Estados Unidos, para la radiodifusión, el sistema NTSC (y con él, el YIQ) seguía utilizándose únicamente para estaciones de televisión de baja potencia a partir de julio de 2011. , mucho después de que la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) pusiera fin a las transmisiones analógicas de plena potencia el 12 de junio de 2009, sin embargo, la FCC también exigió que estas se apagaran el 13 de julio de 2021, ^{[ 13 ]} poniendo fin así al uso de NTSC (y YIQ, de hecho) por completo en esa región.

• Buchsbaum, Walter H. Mantenimiento de televisores a color, tercera edición . Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1975. ISBN 0-13-152397-X