YUV (YCbCr) 컬러모델

YCbCr은 컬러 정보로부터 밝기값과 색차 신호를 분리하여 표현하는 컬러모델이다.
밝기값은 Y로 기호화되고 색차신호는 CbCr로 기호화된다.

subsampling이나 양자화 과정에서 압축을 하게 되는데,
사람의 눈이 컬러 정보에 둔감하기 때문에 사람의 눈으로 화질의 차이를 별로 느끼지 않으면서 압축율을 높일 수가 있게 된다.

양자화 과정에서는 Y 값은 작은 양자화 값으로 양자화하고 CbCr 값은 큰 양자화 값으로 양자화를 하게 되면 정보 손실이 많게 된다.
그러나, 색차 신호에 대한 많은 정보 손실은 사람의 눈으로 차이를 별로 느끼지 못하기 때문에 상관은 없다.

RGB 컬러 모델은 3 개의 요소가 시각적으로 균일한 정보를 가지는 반면, YUV는 밝기값과, 색차 신호로 서로 다른 정보를 가지고 있기 때문에 JPEG 압축과 MPEG 비디오 압축에서 주로 이용하게 된다.
즉, RGB는 각각의 상호상관성이 높아서 서로 중복되는 정보를 가지고 있지만, YUV는 중복되는 정보가 없다.

아래 공식은 RGB 값과 YUV 값의 상호 변환하는 식이다.

RGB -> YUV로 변환하는 식에서, R, G, B값이 8 비트로 표현되어 [0. 255] 사이의 값을 가질 경우, Y, Cb, Cr 값도 8비트로 표현되어 [0, 255] 사이의 값을 가지도록 오프셋(+128)된 식이다.

참고로, Cb는 파란색의 색차 신호이고, Cr은 빨간색의 색차 신호이다.

참조
1. 멀티미디어 신호 처리(이론 및 실습, 조재수/강현수/김흥수/김성득 저)
2. http://fourcc.org/yuv.php


** 관련 글 **
2009/12/21 - [IT/멀티미디어] - RGB 컬러 모델