色差端子

概要
色差端子影像訊號的規格
ITU-R BT.601
BTA S-001B
色差端子（Component Video Connector，簡體中文譯為分量接口）是把類比視頻中的明度、彩度、同步脈衝分解開來各自傳送的端子。 概要

早期電視信號的複合傳送方式（參見AV端子）在數學上有著根本的限制，一旦明度與色度複合之後即無法完全分離。因此，在1980年代後期，從專業用的視訊編輯套用當中開始出現了將明度與色度分離記錄與傳送的系統。雖然系統設計上比起複合信號複雜許多，不過顯示器與攝錄像機等裝置其實本來就必須將明度與色度分開之後才能顯示或記錄。採用分量系統將可免除互相複合與分離所造成的畫質損失。因此1990年代中期開始也開始普及至家用電視上面。
此外，在數位訊號紀錄與數位電視播送時所使用的數據壓縮處理當中也使用了分量技術的觀念。所以在DVD播放器與機頂盒等產品上，分量輸出是最自然且轉換損失最少的傳送端子。
分量傳送的視頻有許多種方式，例如將三原色直接傳送的RGB方式，以及從RGB轉換為明度(Y)與色差(Cb/Cr或Pb/Pr)的方式。RGB方式將所有的顏色信息作同等的處理，雖然有最高的畫質，但由於RGB方式對傳輸頻寬和儲存空間的消耗太大，為節省頻寬，使用色差方式來傳送與記錄分量視頻是現在的主流。
色差在設計上利用了“人眼對明度較敏感，而對色度較不敏感”的特性，將視訊中的色彩信息加以削減，轉換公式如下：
明度: Y=0.299*R + 0.587*G + 0.114*B
色差: 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
所謂的“色差”即為顏色值與明度之間的差值。轉換過後的顏色信息量被刪減了約一半，但由於人眼的特性，使得色差處理過後的影像與原始影像的差異很難被察覺。最終的色差數據與RGB數據相比節省了1/3的頻寬。
以上的轉換係數被稱為“色彩數組”，上述的例子為SDTV所使用的數組，HDTV所使用的則是另一個不同的規格（如下述）。
明度: Y=0.2126*R + 0.7152*G + 0.0722*B
色差: 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
跟SDTV不一樣的地方是，各自做為基準的三原色的CIE色度坐標不一樣。因為這樣，所以SDTV用的規格將色差訊號以“Cb”“Cr”（正確應該是各自的尾字以small caps“CB”“CR”）來稱呼，HDTV的話是以“Pb”“Pr”（或者是“PB”“PR”）來稱呼。上記的三原色訊號雖然是以伽瑪修正後得到的，但是伽瑪修正特性跟那一個都是一樣的。還有，基準白色的CIE色度坐標是兩者都一樣的。

色差端子影像訊號的規格

為了要將影像進行儲存、編輯、以及傳送，將之以統一格式處理，避免傳輸過程中有所改變而造成畫質下降，因此規範了色差端子影像訊號規格。

ITU-R BT.601

舊名稱為CCIR 601，國際電信聯盟(ITU)所制訂的標準規格。為現今標準電視放送規格標準。對應NTSC (525/60)與PAL (掃描線625/50) 、對應4:3和16:9縱橫比畫面。雖然色彩成份為RGB 4:4:4跟色差(YCbCr) 4:2:2為既訂的，但是，這裡記錄的是作為廣播放送用的一般的色差方式。
組成成分：明度(Y)、色差（Cb及Cr）
取樣頻率：13.5MHz(Y)和 6.75MHz(Cb,Cr)
取樣方法：4:2:2（色差Cb與Cr取樣頻率都只有明度取樣頻率的一半, Y:Cb:Cr=4:2:2）
量化位元數：標準8bit、擴充10bit
這種規格的機器通常可連線serial digital interface(SDI)規格 SMPTE 259M 為標準的接口。為了跟HDTV有所區別又稱SD-SDI。

BTA S-001B

由ARIB（日本電波產業協會）所規範的1125/60HDTV。對應ITU的國際規格ITU-R BT.709-3 PartII。 由於RGB和色差(YPbPr)分別訂在4:4:4、4:2:2在這裡我們將之以一般播放的色差方式表示。
組成成分：明度(Y)、色差（Pb及Pr）
取樣頻率：74.25MHz(Y)及37.125MHz(Pb,Pr)
取樣方式：4:2:2（色差Pb,Pr的取樣頻率為明度的一半）
量化位元數：8bit及10bit（S-002B規範）
此規格的機器可連線並列（BTA S-002B）及串列規格（BTA S-004B／SMPTE 292M）的接口。後者為了與SDTV做區分，稱為HD-SDI。 此外，也有供BETACAM用的類比色差方式。