コンポーネント方式でのカラー化

ここまでは基本的に、１つの画素に対して１つの値を考えてきました。

この値を明るさということにすれば、これはモノクロ画像ということになります。

しかし今や、テレビにしても写真にしても、カラーが当たり前のものとになりつつあります。

この場合、単純に１つの画素に１つの画素値を割り当てて表現できるというわけではありません。

たとえば銀塩の写真を思い切り拡大すると、リキテンシュタインの絵のようなぽつんぽつんとした画素が見えてきます。

そしてカラーの場合、その画素には、赤や青など原色の点が含まれていることがわかります。

赤や青や黄色は色の三原色と呼ばれ、これらの色を適度な比率で混ぜ合わせることにより、さまざまな色が表現できることが知られています。

カラー写真もあらかじめすべての色が用意されているのではなく、三原色のうち赤だけが強ければそこは赤くなるし、赤と青が強ければ紫になるなど、まさにこの比率で色を表現しているのです。

カラーテレビでも同じような手法が使われます。

ただしテレビのように光が透過してくる場合、三原色は赤と緑と青になります。

いわゆるＲＧＢというのは、これらの頭文字をとったものです。

色の中のＲ（赤）成分とＧ（緑）成分とＢ（青）成分という、３つの値の組み合わせとして表現するわけです。

成分を英語でComponentというので、これをコンポーネント方式といいます。

ただしカラーテレビが普及する前に白黒テレビで何とか代用していたように、画像として最も主要な成分は明るさであり、赤でも緑でも青でもありません。

したがってカラー画素を表現するのに、ＲＧＢ各成分の代わりに、以下のようなＹＵＶ成分を使う場合があります。

これは簡単な行列演算で変換できます。

Ｙ（輝度成分）＝0.2990Ｒ＋0.5870Ｇ＋0.1140Ｂ
Ｕ（青み成分）＝－0.1684Ｒ－0.3316Ｇ＋0.5000Ｂ
Ｖ（赤み成分）＝0.5000Ｒ－0.4187Ｇ－0.0813Ｂ

人間の目の特性として、Ｙ成分に関しては空間的変化に敏感で、値も細かい尺度で把握することができます。

それに比べてＵ成分やＶ成分は、空間的変化にも値の細かさにもそれほど敏感ではありません。

したがってＵ成分やＶ成分のサンプリング周波数は多少粗くても大丈夫ですし、値を表現するビット数も多少減らすことができます。