YUV (ワイユーブイ) とは | 意味や読み方など丁寧でわかりやすい用語解説

YUV (ワイユーブイ) の読み方

日本語表記

ユーブイ (ユーブイ)

英語表記

YUV (ユーブイ)

YUV (ワイユーブイ) の意味や用語解説

YUVは、色を表現するための方式の一つである。特に映像分野で広く用いられており、デジタルテレビ放送、ビデオ圧縮、画像処理などで重要な役割を果たしている。YUVは、輝度信号（Y）と二つの色差信号（U, V）から構成されている。 YUVの起源は、カラーテレビ放送の初期に遡る。当時、白黒テレビとの互換性を保ちつつ、カラー情報を伝送する必要があった。そこで、輝度信号（Y）を白黒テレビでもそのまま表示できるようにし、色差信号（U, V）をカラーテレビでのみ解釈することで、この問題を解決した。 YUVの基本的な考え方は、人間の視覚特性に基づいている。人間の目は、色の変化よりも明るさの変化に敏感である。そのため、輝度信号（Y）に多くの情報を割り当て、色差信号（U, V）には比較的少ない情報を割り当てることで、効率的なデータ圧縮が可能になる。 YUVは、RGB（赤、緑、青）のような色空間とは異なる。RGBは、光の三原色を直接的に表現するのに対し、YUVは輝度と色差を分離して表現する。RGBからYUVへの変換、またはYUVからRGBへの変換は、一定の数式を用いて行われる。 YUVにはいくつかの派生形式が存在する。代表的なものとして、YCbCrがある。YCbCrは、デジタル映像処理において最も一般的なYUV形式であり、JPEG、MPEG、H.264などの画像・動画圧縮規格で広く採用されている。YCbCrは、Yを輝度信号、Cbを青色成分との差、Crを赤色成分との差として表現する。 YUVの利点は、データ圧縮効率の高さにある。輝度信号に多くの情報を割り当てることで、人間の視覚特性に最適化された圧縮が可能になる。また、色差信号を間引く（サブサンプリング）ことで、さらにデータ量を削減することができる。一般的なサブサンプリング方式としては、4:4:4、4:2:2、4:2:0などがある。4:4:4は、輝度信号と色差信号を全て保持する方式であり、最も高品質だがデータ量も多い。4:2:2は、色差信号を水平方向に半分に間引く方式であり、4:2:0は、色差信号を水平方向と垂直方向に半分に間引く方式である。4:2:0は、最も一般的なサブサンプリング方式であり、DVDやBlu-rayなどの動画コンテンツで広く利用されている。 YUVは、画像処理や動画処理において、色の調整や補正を行う際にも有用である。輝度信号と色差信号を独立して操作することで、特定の色だけを変更したり、明るさを調整したりすることが容易になる。また、ノイズ除去やシャープネス処理などの画像処理も、YUV空間で行うことで、より自然な結果を得られる場合がある。 YUVは、映像機器やソフトウェアによって解釈が異なる場合がある。特に、色空間の範囲やガンマ補正などが異なる場合、表示される色が意図したものと異なることがある。そのため、映像機器やソフトウェアの設定を確認し、適切なYUV形式を選択することが重要である。 YUVは、システムエンジニアにとって、映像処理に関する知識を深める上で不可欠な概念である。映像関連のシステムを開発する際には、YUVの特性を理解し、適切な処理を行うことで、高品質な映像体験を提供することができる。特に、動画配信サービスやデジタルサイネージなどの分野では、YUVに関する知識がますます重要になっている。