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フォーマットについて
PBM（Portable Bitmap）は、Netpbm画像フォーマットファミリーのモノクロ（白黒、1ビット）メンバーで、1988年にJef PoskanzerがUnixシステム向けのPbmplusツールキットの一部として作成しました。このフォーマットには2つのバリアントがあります。ASCII（マジックナンバーP1）では各ピクセルがテキスト文字 '0'（白）または '1'（黒）として空白区切りで表現され、バイナリ（マジックナンバーP4）ではピクセルが1バイトあたり8ピクセルにパックされてコンパクトに格納されます。両バリアントとも、マジックナンバー、画像の幅と高さ、およびオプションのコメントを指定するプレーンテキストヘッダーで始まります。PBMは可能な限りシンプルな画像フォーマットとして設計されました — 1980年代にさまざまなUnixシステムとアプリケーション間で増殖した多くの互換性のないラスターフォーマット間の変換ブリッジフォーマットです。Netpbmの哲学は、あらゆるソースフォーマットをPBM/PGM/PPMに中間ステップとして変換し、その後ターゲットフォーマットに変換することで、ポータブルフォーマットをユニバーサルな交換レイヤーとして使用することでした。利点の一つは極端なシンプルさです — ASCIIバリアントはテキストエディタで文字通り手入力でき、両バリアントとも外部ライブラリなしでどのプログラミング言語でも簡単にパースおよび生成できます。ユニバーサルな画像処理中間フォーマットとしての役割もまた強みです。数百のNetpbmコマンドラインツールがPBM入力を受け付け、Unixパイプを通じた複雑な画像操作パイプラインを可能にします。PBMは、コンピュータサイエンス教育、OCR前処理、そして極めてシンプルなモノクロ画像表現が必要なあらゆるコンテキストで引き続き使用されています。
YUVは、画像データを輝度成分（Y'、明るさを表す）と2つの色度成分（U/CbとV/Cr、色差信号を表す）に分離するY'UVカラーモデルで画像を格納する生ピクセルデータフォーマットです。YUVカラーモデルはアナログカラーテレビ放送に起源があります — 具体的には1953年に採用されたNTSCシステムと1967年のPALシステム — 既存の白黒受像機との下位互換性のために明るさ情報と色情報を分離する必要がありました。デジタルイメージングでは、ITU-R BT.601規格（1982年）がアナログYUVモデルから派生したデジタルYCbCrエンコーディングを正式に定め、事実上すべてのデジタルビデオおよび放送システムで使用される変換行列とサンプル精度を定義しました。YUV生ファイルにはヘッダー、圧縮、メタデータがありません — 指定された順序（4:4:4、4:2:2、4:2:0、またはその他のサブサンプリング比）の輝度および色度サンプルのフラットなシーケンスであり、寸法、ビット深度、サブサンプリング方式の外部指定が必要です。4:2:0サブサンプリングモード（色度が輝度の水平・垂直ともに半分の解像度を持つ）が特に一般的で、H.264、H.265、AV1、およびほとんどのコンシューマービデオコーデックで使用されています。YUVの利点の一つはビデオパイプラインとの直接的な互換性です。YUVデータはビデオエンコーダー、ハードウェアディスプレイコントローラー、カメラセンサーISPのネイティブ入力フォーマットであり、フレーム精度のビデオ処理と分析のための最もダイレクトな表現です。YUVカラーモデルの知覚的効率もまた根本的な強みです — ルマとクロマを分離することで、目に見える影響を最小限に抑えながらカラーデータを半分または4分の1にする効果的なサブサンプリングが可能になります。YUVデータはFFmpeg、ImageMagick、およびすべてのビデオ処理ツールで処理されます。