视频色域及安全色

原文地址：视频色域及安全色作者：默漠

1.一、色域

色域 Color Gamut，指颜色的范围，颜色种类多少的总和。

具体讲，色域就是指特定设备如摄像机、显示器、电视机、打印机、印刷设备等在特定颜色格式下所能表现的颜色总和。自然界中，可见光谱具有最大的色域范围，该色域范围包含了人眼所能分辨的所有颜色。色域，也指对颜色进行编码的方法格式。在工程技术领域，一个特定的设备系统，往往选定1-2个常用的颜色格式，量化界定其所能够表现的颜色总和。

为了能够直观的表示色域这一概念，CIE国际照明协会制定了一个用于描述色域的方法：CIE-xy色度图。在这个图坐标系中，各种显示设备所能表现的色域范围用RGB三点连线组成的三角形区域来表示，三角形的面积越大，就表示这种显示设备的色域范围越大。

目前，在不同的设备领域，还有一些不同的色域标准，而在广播电视领域，最常用到的则是NTSC色域标准。

NTSC色域标准，是NTSC电视制式的一部分。因为NTSC色域标准使用比较广泛，所以已经成为衡量各种显示设备，特别是衡量电视机色域表现能力的一个标尺。但是，NTSC色域范围仍然是一种局限性比较大的标准，其空间相对较小，因此也受到了其它色域标准的竞争压力。

NTSC，是National Television Standards Committee (美国)国家电视标准委员会的缩写。NTSC标准产生以来，除了增加了色彩信号的新参数之外没有太大的变化。NTSC标准，定义帧速为30/S或60扫描场，并且在电视上以隔行扫描。每秒29.97帧(简化为30帧)，电视扫描线为525线，偶场在前，奇场在后，标准的数字化NTSC电视标准分辨率为720×486, 24比特的色彩位深(24位深能够表现约1670万种不同的颜色。由于普通人的眼睛仅能区分约1200～1400万种不同的颜色浓淡和色调，所以24位颜色也叫作

“&ldquo；相片”彩色或真彩色。通常，24位彩色通道都分配了8位数据，也就是说：红，绿，蓝，这三种原色每一种都可以有256种变化。)，画面的宽高比为4：3。NTSC电视标准用于美、日等国家和地区。

色深，是一个容易和色域混淆的概念。目前，就主流的液晶电视面板而言，大都采用的是RGB每种原色8bit的色深。SONY推出10bit液晶面板驱动显示技术，有人就认为会带来更宽广的色域显示，而这恰恰是一个误区。对特定原始信号而言，采用高bit驱动显示技术，好处是所显示色彩的精度会大大增加，但并不会提升显示设备所显示出的色域范围。现在，由于平板电视机内部都是采用数字技术处理，所以每种色彩都会二进制数值来表示。以8bit为例，一个8位的2进制数可以表示从0-255共256 个数值，即某种色彩有256

级差别；而采用10bit后，则表示的数值范围会扩展到从0-1023，可以描述出1024个色彩级别。但，对特定原始信号而言，用更高色深来进行处理显示，只是相当于用更加精确的数量级来描述原始信号而已，它不会改变原始信号本身的色域范围。所以，高色深只能让显示设备显示的色彩更加精确，色彩之间的过渡更加平滑，而对色域并没有什么提升作用。

广色域，是相对于目前主流的平板电视机而言的概念。目前，市面上最常见的液晶电视机，所能表现的色域范围一般都不大，普遍在NTSC色域70%范围左右，还不能提供很好的色彩效果。因此，为了提升电视机的画质，实现高质量的色彩显示，电视机厂商们想方设法开发各种新技术，增加电视机表现的色域范围，实现比正常NTSC色域70%高的色彩范围。

提到广色域，不得不说现在比较热门的一个标准，那就是xvYCC色域标准。

xvYCC，是ExtendedVideo YCC的简称，用于表示扩展影像的色彩范围。自2005年日本电子信息技术产业协会(JEITA)把xvYCC规范提交给CIE国际照明协会后，就被采纳并成为新一代显示设备的色彩规范。因此，现在在一些比较新的电视机上，都能看到对xvYCC色域的支持。例如，索尼推出的X系列、W系列BRAVIA液晶电视等。

广色域电视机，现在还是一个比较笼统的称谓。一般来说，只要色域范围达到NTSC标准80%以上的电视机，就可以称之为广色域的电视机。相比普通的液晶电视机，广色域电视机的优势主要体现在所能呈现出来的色彩更加丰富、更加鲜艳，能大幅度提升用户的视觉感受。因此，在实现了全高清分辨率之后，广色域成了广大电视机厂商所追求的热点。

如何实现电视机的广色域显示，目前业界的共识就是采用LED背光技术，并且认为这是提高液晶显示器色域范围的最佳办法。

LED(Light Emitting Diode)，即发光二极管，是一种半导体固体发光器件。LED的发光原理是：利用固体半导体芯片作为发光材料，当两端加上正向电压，半导体中的载流子发生复合引起光子发射而产生光。LED可以直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。

液晶显示器的液晶，本身是不会发光的，而是靠透过背光的光线来显示图像的。因此，背光模板对色域具有决定性的作用。

目前，主流的CCFL (冷阴极背光灯)由于受到发光范围限制，无法让液晶显示器达到宽广的色域显示范围。因此，目前主流的液晶显示器的色域范围还只有NTSC色域范围的70%左右，即使采用改善的设计令其拥有更大一些的色域范围，但效果并不是非常理想，同时还有可能带来降低灯管寿命的

后果。

针对CCFL(冷阴极背光灯)的缺点，LED发光二极管就被寄与了厚望。与CCFL冷阴极荧光灯相比，LED发光二极管具有宽色域、白点可调、高调光率及长寿命等优点。目前，主要有反馈型LED背光源、结合型LED背光源两种。

LED背光源，可以经过light guide分散，然后通过反射镜进行反射后达到一个统一的亮度，并可通过随机软件对色彩的背光进行全部控制，再也不需要对灯管的缺点进行补偿就可以达到一个真正完全的白色光源效果。在内置传感器的帮助下，用户可以根据自己的需要在SpectraView中对背光进行调节，让色彩更加丰富，能够提供普通LCD不能呈现出来的色彩范围。目前，采用LED背光的LCD色域范围都可以达到110%以上。

二、安全色

安全色，是电视广播显示领域的一个专业技术标准概念，它规定了用于电视广播显示标准的色阶范围，把符合电视广播显示标准色阶范围的颜色定义为安全色。其实，安全色在这里是一个基于CRT传统电视机和标清电视广播显示系统的一个技术标准，这在历史上的昨天和今天还未淘汰的复合同步视频信号传输显示系统中是必须的。为了定性量化分析安全色，专业技术