YUVとは？カラーモデルの仕組みや種類をわかりやすく解説
ITの初心者
YUVって何ですか？
IT･PC専門家
YUVは色の表現形式で、輝度信号(Y)と色差信号(U、V)で色を表すよ。人間の視覚特性を利用して、輝度に多くのデータを割り当てているんだ。
ITの初心者
2つの形式があるんですよね。
IT･PC専門家
そうだね。『YCbCr』はJPEGやMPEGで、『YPbPr』はアナログテレビで使われているよ。
YUVとは。
「YUV」とは、色表現方法の1つです。輝度（Y）、輝度と青色の差（U）、輝度と赤色の差（V）の信号を使用して色を表します。
「YUV」には「YCbCr」と「YPbPr」の2つの形式があります。「YCbCr」はJPEGやMPEGなどのデジタル画像で使用され、「YPbPr」はアナログテレビの高画質ビデオ信号などに使用されます。
どちらも、人間の視覚が明るさの変化に色の変化よりも敏感であるという特性を利用しています。そのため、輝度信号に多くのデータが割り当てられ、画質の劣化を防いでいます。
また、「YUV」は「YUVカラースペース」、「YUVカラーモデル」、「YUV色空間」とも呼ばれます。
YUVとは？仕組みと特徴を解説
YUVとは、ビデオ信号で広く使用されるカラーモデルです。YUVは、輝度成分（Y）と色差成分（U、V）で構成されています。輝度成分は明暗を表し、色差成分は色合いを表します。
YUVは、人間の視覚特性に基づいて設計されています。人間は輝度に敏感である一方、色合いに敏感ではない傾向があります。そのため、YUVでは輝度成分をより高分解能で送信し、色合いの分解能は低くしています。この効率的な表現により、YUVは帯域幅を節約し、ビデオ信号の伝送を効率化できます。
YUVの形式：YCbCrとYPbPrの違い
YUVは、ビデオ信号内で色情報を表現するために使用されるカラーモデルで、輝度データ（Y）と色差データ（Cb、Cr）に分けて扱います。YUVにはさまざまな形式があり、2つの主要な形式としてYCbCrとYPbPrがあります。
YCbCrは主にデジタルビデオで使用され、輝度成分（Y）と色差成分（Cb、Cr）で構成されています。一方、YPbPrはアナログビデオに使用され、輝度成分（Y）と色差成分（Pb、Pr）で構成されています。この2つの形式の違いは、色差成分の表現方法にあります。CbとCrは青と赤の差を表すのに対し、PbとPrは青と黄の差を表します。
YUVのメリット：画質劣化の防止
YUV形式の大きなメリットの1つは、画質劣化の防止です。YUVは、輝度情報（Y）と色情報（UV）を別々に管理する形式のため、圧縮や変換の際に色ずれや階調崩れが発生しにくくなります。また、輝度情報は解像度を維持しながら品質を低下させても人間の目に影響を与えにくい性質があります。そのため、YUV形式を採用することで、データ量が大きくなっても鮮明な映像を維持することができます。
YUVの応用例：JPEGや高画質アナログTV
YUVは、JPEGや高画質アナログテレビなど、画像や動画の圧縮や表示に幅広く使用されています。JPEGは、デジタル画像を圧縮する際に広く使用される規格であり、YUVを使用して画像データをより効率的にエンコードします。一方、高画質アナログテレビでは、YUVが映像信号の伝送に使用され、鮮明で高品質な画像の表示を実現します。これら以外にも、YUVは医療画像処理やデジタル放送など、さまざまな分野で応用されています。
YUVの関連用語：カラーモデルとカラースペース
YUVとは、カラーモデルの一種で、色の表現に輝度信号（Y）と2つの色差信号（U、V）を使用しています。 このようなカラーモデルを「カラースペース」と呼びます。カラースペースは、色を数学的に表現するための座標系であり、例えばYUVカラースペースは、輝度を縦軸、色差を横軸とした2次元空間で表現されます。 カラーモデルとカラースペースは密接に関連しており、カラーモデルが色の表現方法を定義する一方、カラースペースはその表現を具体化するための数学的枠組みを提供しています。