RGB と YUV

ＲＧＢと言えば、光の３原色、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）をあらわすことは誰でも知っていることだと思います。テレビモニターも拡大してみ ると最少画素は、ＲＧＢです。ある色をこの３色に分解して色を定義方法がＲＧＢ色空間と呼ばれていて、コンピューター上での色の定義として使われていま す。
たとえば、各色を８ビットすなわち０から２５５段階で表現すれば、256×256×256 ≒約1670万色の色を表現できます。
では、ビデオ業界で使っているテープやフォーマットはどうでしょうか？実はほとんどがＲＧＢ信号を記録していません。今回は現在主流のコンポーネントとＹＵＶ（わいゆーぶい）についてご紹介します。
人間の視覚は、色の解像度が多少落ちようが認知できません。逆に明るさ（輝度）に関しては敏感に反応します。この特製を利用して、色成分の情報削減を行う「色差（しきさ）方式」が広く用いられています。
輝度信号とカラー信号が組み合ったＮＴＳＣの場合、輝度信号（Ｙ）とＲＧＢは次のような関係式が成り立ちます。
Y=0.299×R+0.587×G+0.114×B
さらに、青成分から輝度を差し引いたCb（青色差）、同じように赤成分から輝度を差し引いたCr（赤色差）と定義すれば、
Cb= 0.564×(B-Y) = -0.169×R – 0.331×G + 0.500×B
Cr= 0.713×(R-Y) = 0.500×R – 0.419×G – 0.081×B　という関係式が成立します。
この信号をYCbCrといいます。
HDTVの場合は、３原色の色度座標が異なるため若干関係式が変わります。
Y = 0.2126×R + 0.7152×G + 0.0722×B
Pb= 0.5389×(B-Y) = -0.1146×R – 0.3854×G + 0.5000×B
Pr= 0.6350×(R-Y) = 0.5000×R – 0.4542×G – 0.0458×B
この信号がYPbPrです。
輝度・青色差・赤色差の信号を分離する方式を「コンポーネント方式」と呼びます。
ではなぜ、このようなコンポーネント方式をとるのか。
これは記録や伝送の際のデータ量を圧縮するためです。人間の視覚の特徴を考え、輝度データは圧縮せず、色のサンプリングを間引いてデータ量を削減することで、RGBよりもデータ量を圧縮するのです。（ちなみにRGBで記録する方式はHDCAM-SRで、TBSの「世界遺産」で使用されています）
PALではこの赤色差をU、青色差をVと表現し、輝度のYと合わせて、YUV（わいゆーぶい）と呼びます。この呼び方が、記録方式の一般名称となり、PALだけでなく広く一般的に使われるようになっています。
DVDプレーヤーやハイビジョンテレビなどのD 端子、コンポーネント信号端子などはYUVが分離した物が使われています。一方、民生テレビやVHSビデオデッキなどに使われているビデオ端子（RCA） は コンポジット端子です。YUVの信号を一つの信号に重畳させる方式を「コンポジット方式」といい、NTSCやPALなどがこの方式です。
輝度と赤色差と青色差をどの位の密度でデータをサンプリングして記録するかを表すが「YUV 4:2:2」とか「YUV 4:1:1」とか表記されているものです。