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Über die Formate
PBM (Portable Bitmap) ist das monochrome (schwarz-weiß, 1-Bit) Mitglied der Netpbm-Bildformatfamilie, erstellt von Jef Poskanzer im Jahr 1988 als Teil des Pbmplus-Toolkits für Unix-Systeme. Das Format existiert in zwei Varianten: ASCII (magische Nummer P1), bei der jedes Pixel als Textzeichen '0' (weiß) oder '1' (schwarz) dargestellt wird, getrennt durch Leerzeichen, und binär (magische Nummer P4), bei der Pixel acht pro Byte gepackt werden. Beide Varianten beginnen mit einem Klartext-Header, der die magische Nummer, Bildbreite und -höhe sowie optionale Kommentare angibt. PBM wurde als einfachstes denkbares Bildformat konzipiert — ein Brückenformat für die Konvertierung zwischen den vielen inkompatiblen Rasterformaten, die in den 1980er Jahren auf verschiedenen Unix-Systemen und Anwendungen verbreitet waren. Die Netpbm-Philosophie bestand darin, jedes Quellformat in PBM/PGM/PPM als Zwischenschritt umzuwandeln und dann in das Zielformat zu konvertieren, wobei die portablen Formate als universelle Austauschschicht dienten. Ein Vorteil ist die extreme Einfachheit — die ASCII-Variante kann buchstäblich von Hand in einem Texteditor getippt werden, und beide Varianten lassen sich in jeder Programmiersprache ohne externe Bibliotheken trivial parsen und erzeugen. Die Rolle des Formats als universelles Zwischenformat für die Bildverarbeitung ist eine weitere Stärke: Hunderte von Netpbm-Kommandozeilentools akzeptieren PBM-Eingaben und ermöglichen komplexe Bildmanipulations-Pipelines über Unix-Pipes. PBM wird weiterhin in der Informatik-Ausbildung, bei der OCR-Vorverarbeitung und überall dort verwendet, wo eine denkbar einfache monochrome Bilddarstellung benötigt wird.
YUV ist ein Rohe-Pixeldaten-Format, das Bilder im Y'UV-Farbmodell speichert, wobei Bilddaten in eine Luminanzkomponente (Y', für Helligkeit) und zwei Chrominanzkomponenten (U/Cb und V/Cr, für Farbdifferenzsignale) getrennt werden. Das YUV-Farbmodell entstand mit dem analogen Farbfernsehen — konkret dem 1953 eingeführten NTSC-System und dem 1967 eingeführten PAL-System — wo die Abwärtskompatibilität mit bestehenden Schwarzweiß-Empfängern die Trennung von Helligkeits- und Farbinformationen erforderte. In der digitalen Bildgebung formalisierte der ITU-R-BT.601-Standard (1982) die digitale YCbCr-Kodierung, die vom analogen YUV-Modell abgeleitet ist, und definierte die Konvertierungsmatrizen und Samplepräzision, die von praktisch allen digitalen Video- und Uebertragungssystemen verwendet werden. YUV-Rohdateien enthalten keinen Header, keine Komprimierung und keine Metadaten — sie sind flache Sequenzen von Luminanz- und Chrominanz-Samples in einer spezifizierten Reihenfolge (4:4:4, 4:2:2, 4:2:0 oder andere Subsampling-Verhältnisse), die externe Angabe von Abmessungen, Bittiefe und Subsampling-Schema erfordern. Der 4:2:0-Subsampling-Modus (bei dem Chrominanz die halbe horizontale und halbe vertikale Auflösung der Luminanz hat) ist besonders verbreitet und wird von H.264, H.265, AV1 und den meisten Consumer-Video-Codecs verwendet. Ein Vorteil ist die direkte Video-Pipeline-Kompatibilität: YUV-Daten sind das native Eingabeformat für Video-Encoder, Hardware-Display-Controller und Kamerasensor-ISPs, was rohes YUV zur direktesten Darstellung für frame-genaue Videoverarbeitung und -analyse macht. Die Wahrnehmungseffizienz des YUV-Farbmodells ist eine weitere grundlegende Stärke — die Trennung von Luma und Chroma ermöglicht effektives Subsampling, das die Farbdaten halbiert oder viertelt, mit minimalem sichtbaren Einfluss. YUV-Daten werden von FFmpeg, ImageMagick und allen Videoverarbeitungswerkzeugen verarbeitet.