Renk Çözümleyici Nedir?

[Smartsis]

Ziyaretçiler için gizlenmiş link,görmek için Giriş yap veya üye ol.

Bir ekran renk çözümleyicisi, YCbCr dijital video sinyalini orijinal RGB formatına geri dönüştürür. HDMI girişli modern ekranlar video sinyallerini YCbCr formatında işler. Ayrıca bir ekranın video işleme sürecinin sonunda, YCbCr bileşen video sinyalinin, ekranın görüntüleme kontrol cihazı (örneğin CRT’de elektron tabancası ve fosforlar, LCD’de görüntüleme çipleri ve filtreler) tarafından kullanılabilmesi için tekrar RGB sinyaline dönüştürülmesi gerekir. İşlenmiş YCbCr bileşen video sinyalinin RGB sinyaline bu dönüşümü ekranın renk çözümleyicisi tarafından yapılır.

YCbCr Video​

YCbCr ve RGB arasındaki fark, RGB’nin renkleri kırmızı, yeşil ve mavi sinyallerin kombinasyonları olarak temsil etmesi, YCbCr’nin ise renkleri bir parlaklık sinyali ve iki kroma sinyalinin kombinasyonları olarak temsil etmesidir. YCbCr’de Y luma (parlaklık), Cb mavi eksi luma (B-Y) ve Cr kırmızı eksi luma (R-Y) olarak gösterilir. Tipik olarak Y (daha doğru ifadeyle Y’, kanalın gama kodlu olduğunu gösterir) olarak gösterilen luma kanalı, tek renkli resim içeriğine benzer. İki kroma kanalı, Cb ve Cr, renk farkı kanalları olarak bilinir. RGB’den YCbCr sinyallerinin oluşturulması sırasında (kodlama işlemi), sinyali sıkıştırmak için Cb ve Cr kanallarından daha yüksek frekanslı sinyal içeriği çıkarılır. Orijinal RGB sinyalinin YCbCr oluşturulurken çıkarılan öğeleri insanların normal izleme mesafelerinde göremediği resim öğeleri olduğundan, YCbCr video kayıpsız bir sıkıştırma biçimi olarak kabul ediliyor.

RF alıcıları, kablo ve uydu alıcı kutuları ve DVD/Blu-ray disk oynatıcıların tümü YCbCr formatındaki dijital video sinyallerini doğal olarak iletir veya depolar, çünkü bu sınırlı bant genişliğine sahip iletim ve depolama ortamlarının her biri sinyal sıkıştırmadan faydalanır. Ancak bilgisayarlar ve oyun konsolları tarafından üretilen doğal video sinyalleri tipik olarak sıkıştırılmamış RGB sinyal formatında olur, çünkü bunların iletim ortamları sinyal sıkıştırmadan faydalanmaz.
İnsan retina reseptörleri ışığa kırmızı, yeşil ve mavi ışık bileşenleri ile tepki verir, bu nedenle RGB ışık kontrolü görüntüleme cihazları için en iyi sonucu verir. Bir görüntüleme cihazında sunum için renk sinyallerini YCbCr renk uzayından RGB renk uzayına geri dönüştürmek için ekranın sinyal işleme yolunun sonunda bir renk çözümleyicisine ihtiyaç duymasının sebebi de budur.

Renk Çözümleyicinin İşlevi Nedir?​

Modern ekranlardaki renk çözümleyici, dijital RGB sinyali üretmek için dijital YCbCr sinyali üzerinde bir matris matematik dönüşümü gerçekleştirir. Bu dijital matematik işlemi, orijinal Mavi ve Kırmızı sinyalleri geri kazanmak için luma kanalını Cb ve Cr renk farkı kanallarının doğru oranlarına ekler. Mavi ve Kırmızının doğru oranları daha sonra orijinal Yeşil sinyalini kurtarmak için Y luma kanalından çıkarılır.

YCbCr luma kanalını oluşturan Kırmızı, Yeşil ve Mavi oranları ITU-R BT.709 HDTV ve BT.601 SDTV görüntü sistemleri için farklı oluyor. Aşağıda bu sistemlerin her biri için luma kodlama formülleri yer almakta (asal semboller gama kodlamasını gösteriyor).

BT.709 HDTV YCbCr luma kodlaması: Y’ = 0,2126 R’ + 0,7152 G’ + 0,0722 B’
BT.601 SDTV YCbCr luma kodlaması: Y’ = 0,299 R’ + 0,587 G’ + 0,114 B’

Luma katsayıları HD ve SD sistemleri için farklı olduğundan, bir ekranın renk kod çözücüsünün HD ve SD YCbCr sinyallerini doğru şekilde çözmek için farklı matris dönüştürme değerleri kullanması gerekir. 480 ve 576 satırlı NTSC ve PAL SD sinyalleri için ekran BT.601 matris değerlerini kullanması gerekir. 720 ve 1080 satırlı HD sinyalleri için ekran BT. 709 matris değerlerini kullanması gerekir. Birçok ekran, giriş sinyali çözünürlüğüne bağlı olarak otomatik olarak uygun renk kod çözücü matrisine geçer.

Yanlış çözümleyici matrisinin kullanılmasından kaynaklanan renk hataları, özellikle yüksek doygunluktaki renklerde ton ve doygunluk kaymaları olarak görülür ve bazı renkler R’G’B’ gamının sınırında kırpılır. Pratikte, yanlış kod çözücü matrisinin kullanılmasından kaynaklanan renk çözümleyici hataları sıradan izleyiciler tarafından fark edilecek kadar ciddi olmayabilir, bu nedenle üreticiler renk çözümlemenin her zaman doğru olmasını sağlamak için çok fazla çaba göstermiyorlar.

Not: ITU-R BT.709 HDTV ve BT.601 SDTV standartları da farklı renk primerleri tanımlar.

Renk Çözümleyici Kontrolleri​

İki global renk kod çözücü kontrolü olan Renk ve Renk Tonu, başlangıçta analog ekranlarda analog sinyal seviyesi hatalarını düzeltmek için sağlanıyordu. Analog seviye hataları ya kroma kanalları ile luma kanalı arasındaki dengeyi kaydırarak kroma hatalarına ya da iki kroma kanalı arasındaki dengeyi kaydırarak ton hatalarına neden oluyordu; ya da her ikisini birden yapıyordu. Modern dijital video iletimi, depolama ve görüntüleme sistemleri sayesinde analog seviye düzeltme ihtiyacı ortadan kalktı, ancak üreticiler hala çoğunlukla pazarlama amaçlı Renk ve Ton renk çözümleyici kontrolleri sağlıyor.

Geçmişte üreticiler genellikle renk kod çözücüyü kasıtlı olarak yanlış ayarlayarak kırmızı doygunluğu yeşil ve mavi doygunluktan daha yüksek tutarlardı (Red push). Bu, aşırı mavi beyaz noktanın ve gri tonlamanın etkilerini kısmen telafi etmek ve doğru cilt tonlarının üretilmesini sağlamak için yapılıyordu. Ancak bu durumda diğer resim renklerinde hala ton hataları meydana geliyor. Renk çözümleyici kırmızı zorlaması, ekranın resim menüsünde bulunan global renk çözümleyici Renk ve Renk Tonu kontrolleriyle giderilemiyor. Bu kontroller kırmızı, yeşil ve mavi sinyallerin doygunluğunu ve tonunu global olarak etkiliyor. “Red push” renk doygunluğu dengesizliğini düzeltmek için, harici işlemciler dışında nadiren bulunan ayrı kırmızı, yeşil ve mavi renk kod çözücü kontrollerine ihtiyaç duyuluyor. Neyse ki, renk kod çözücüsünde ” red push” üretme uygulaması giderek azalıyor.

Üreticiler RGB video giriş sinyallerini iki tasarım yönteminden biriyle ele alır. Bir RGB giriş sinyalinin renk ayarlamalarına ihtiyaç duymaması gerektiğinden, en iyi tasarım yöntemi sinyali RGB formatında bırakmak ve renk çözümleyiciyi atlayarak sinyali doğrudan görüntüleme cihazı sürücüsüne göndermek. RGB bilgisayar monitörleri bu şekilde çalışır. Bu yöntem, ekrana bir RGB sinyali verildiğinde renk çözümleyici kontrollerini devre dışı bırakır.

Alternatif olarak, bir ekrana verilen RGB sinyali önce YCbCr’ye dönüştürülür, ardından işlenir ve normal YCbCr işleme devreleri aracılığıyla tekrar RGB’ye çözümlenir. Bu yöntem, ekrana bir RGB sinyali verildiğinde renk çözümleyici kontrollerini etkinleştirir, bu da bir miktar pazarlama avantajı sağlar ancak teknik avantaj sağlamaz. Ayrıca bu yöntem, YCbCr’ye dönüştürme yoluyla yüksek kaliteli RGB giriş sinyalini bozar ve bu durum özellikle yakın izleme mesafelerinde belirgin hale gelir.

Renk Kontrolü​

Renk (diğer adıyla Doygunluk, teknik olarak Kroma) kontrolü, eski analog renk çözümleyicilerde hem Cb hem de Cr kroma kanallarının kazancını artırır veya azaltır, böylece resim renkliliğinin artırılmasını veya azaltılmasını sağlar. Modern dijital ekranlarda Renk kontrolü, renk çözümleyici matris değerlerini değiştirerek ekran tarafından üretilen renklerin renkliliğini tekrar artırır veya azaltır.

Ancak, renk çözümleyici Renk kontrolü (kullanıcı Görüntü menüsünde bulunur) yaygın olarak düşünüldüğü gibi görüntü renklerinin doygunluğunu doğrudan ayarlamaz. Bunun yerine, görüntü renklerinin Kroma seviyesini ayarlar. Farkı anlamak için, parlak aydınlatma altında tamamen doygun renkli bir nesne ve nesnenin yarısının gölgede olduğunu hayal edin. Nesnenin gölgedeki yarısı hâlâ tamamen doyuyor, ancak nesnenin parlak bir şekilde aydınlatılmış yarısı kadar renkli olmuyor. Nesnenin gölgede kalan tarafı daha az parlak ve daha düşük bir kroma seviyesine ve daha az renkliliğe sahip oluyor.

Renk çözümleyici Renk kontrolünün azaltılması yukarıda açıklanan gölgeye benzer bir etkiye sahip olur. Renk kontrolü azaltıldıkça, tüm renkli nesnelerin parlaklık seviyesi azalır, kroma seviyesi ve resmin renkliliği düşer. Renk kontrolü daha da azaltıldıkça, kontrol aralığının bir noktasında, tüm renkli nesnelerin doygunluğu da azalmaya başlar ve ekranın renk gamını azaltır. Son olarak, Renk kontrolünün minimum ayarında, tüm renkli nesnelerin doygunluğu sıfıra indirilir ve tüm nesneler gri tonlama seviyesine düşürülür. Sonuç olarak, Renk kontrolü normal ayarından düşürüldüğünde, ölçüm cihazı ölçümleri ilk olarak renklilikten (xy veya uv) ziyade öncelikle parlaklıkta (Y) değişiklikler gösterir. Sadece Renk kontrolü önemli ölçüde azaltıldığında renklilikte önemli değişiklikler meydana gelir (doygunluk azalır).

Bu nedenle, renk çözümleyici Renk kontrolü renk doygunluğunu doğrudan ayarlamadığından, bir ekranın aşırı doygun renk primerlerinin doygunluğunu azaltmaya çalışmak için renk çözümleyici Renk kontrolünü azaltmak işe yaramayabilir. Renk kontrolü önemli ölçüde azaltılmadığı sürece, Renk kontrolünün azaltılması tüm renkleri daha koyu hale getirir. Bir ekranın ana renklerinin doygunluğunu azaltmak için, doğru şekilde uygulanan CMS renk gamı kontrollerinde olduğu gibi gerçek kırmızı, yeşil ve mavi Doygunluk kontrolleri gerekir.