輝度信号

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色の信号:映像の彩りを作り出す技術

色の信号とは、映像に色をつけるための電気的な合図のことです。私たちがテレビや画面で見る色鮮やかな映像は、この色の信号のおかげで表現されています。色の信号がなければ、映像は白黒になってしまいます。色の信号は、光の三原色に基づいて作られます。光の三原色とは、赤・緑・青の三つの色のことで、この三色を混ぜ合わせることで、様々な色を作り出すことができます。例えば、赤と緑を混ぜると黄色、赤と青を混ぜると紫、緑と青を混ぜると水色になります。そして、三色すべてを混ぜ合わせると白になります。色の信号は、それぞれの色の強さを電気信号の強さで表します。例えば、赤い色が強い部分は、赤色の信号が強く、弱い部分は信号が弱くなります。緑や青についても同様です。このように、三色の信号の強弱を組み合わせることで、実に様々な色を表現することができるのです。人間の目は、この三色の光の組み合わせを、虹のように多様な色彩として認識します。色の信号は、カラーテレビ放送や今の時代の映像技術には欠かせないものです。例えば、映画やテレビ番組、インターネットの動画など、あらゆる映像で色の信号が使われています。色の信号は、単に色を表現するだけでなく、映像の見栄えや本物らしさを高める大切な役割も担っています。色の信号には様々な種類や特性があります。例えば、色の鮮やかさや色の範囲、色の変化の滑らかさなど、様々な要素によって映像の質が変わってきます。これらの種類や特性を学ぶことで、映像制作の技術を高めたり、映像を見る楽しみをより深く味わうことができるでしょう。
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輝度信号:映像の明るさを左右する重要な要素

画面の明るさを表す電気信号のことを、輝度信号と言います。簡単に言うと、どのくらい明るいかを示す信号です。昔の白黒テレビを思い出してください。白黒テレビの映像は、この輝度信号だけで作られていました。白い部分は輝度信号の値が大きく、黒い部分は値が小さい。その間の灰色は、白と黒の間の値で表現されていたのです。では、カラーテレビの場合はどうでしょうか。カラーテレビでは、色を表現するために、輝度信号に加えて色信号も使われます。色信号は、色の種類や鮮やかさを表す信号です。しかし、色の明るさを決めるのは、やはり輝度信号です。例えば、明るい赤と暗い赤では、色の種類は同じでも明るさが違います。この明るさの違いを表現するのが輝度信号の役割です。輝度信号は、映像の明るさの度合いを表すため、信号の値が大きいほど明るい部分を、値が小さいほど暗い部分を表現します。真っ白な部分は輝度信号の値が最大になり、真っ黒な部分は値が最小になります。灰色の中間色の部分は、白と黒の間の値を取ります。輝度信号は、映像にとって非常に重要な要素です。輝度信号が適切でないと、映像が暗すぎたり明るすぎたり、コントラストが低くて見づらかったりします。また、映像の鮮明さにも影響を与えます。輝度信号が正確であれば、映像はより鮮明でクリアに見えます。まるで、目の前で見ているかのような、リアルな映像体験には、輝度信号が欠かせないのです。
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映像の明るさ:Y信号とは

動画を形作る要素は、色の情報だけではありません。色の濃淡を表現するために、明るさを表す情報も必要です。この明るさを示す信号のことを、輝度信号と呼びます。輝度信号は一般的にY信号とも呼ばれ、映像を白黒で表現した時の濃淡を表します。かつての白黒テレビは、この輝度信号だけで映像を映し出していました。画面全体を白から黒のグラデーションで表現し、色の情報は全く含まれていませんでした。暗い部分は黒に近く、明るい部分は白に近づくことで、白黒の濃淡だけで映像を表現していたのです。例えば、明るい太陽の光が降り注ぐ風景は、白に近い明るい階調で表現されます。一方、夜空に浮かぶ月は、黒に近い暗い階調で表現されます。このように、輝度信号は白黒の濃淡を段階的に表現することで、様々な明るさの風景を映し出すことを可能にしています。現代のカラーテレビ放送においても、この輝度信号は重要な役割を果たしています。カラーテレビは、色の情報を表す信号と輝度信号を組み合わせることで、鮮やかなカラー映像を再現しています。色の情報だけでは、映像の明るさが表現できません。輝度信号が加わることで、色の情報に明るさの情報が加わり、より自然で鮮明な映像を作り出すことができるのです。例えば、真っ赤なリンゴを映し出す場合、赤色の情報だけではリンゴの表面の光沢や影の表現ができません。輝度信号が加わることで、リンゴの明るい部分と暗い部分が表現され、より立体感のあるリアルな映像になります。このように、輝度信号は現代のカラーテレビにおいても無くてはならない重要な要素なのです。
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輝度信号:映像の明るさを知る

{画面の明るさを伝える電気の信号を、輝度信号と言います。昔の白黒テレビを思い出してみてください。白黒テレビは色の情報はなく、明るさの違いだけで映像を作っていました。この明るさの変化を電気信号に変えたものが、輝度信号の始まりです。つまり、白黒テレビで使われていた信号が、輝度信号の基礎となっているのです。その後、カラーテレビが登場しました。カラーテレビは色鮮やかな映像を表示しますが、色の情報とは別に、明るさを伝える情報も必要です。そこで、白黒テレビで使われていた輝度信号の仕組みが、カラーテレビにも受け継がれました。カラーテレビでは、赤や青、緑といった色の情報に加えて、この輝度信号も一緒に送られています。輝度信号のおかげで、私たちはカラーテレビでも明るい部分と暗い部分をはっきりと見分けることができるのです。例えば、太陽の光が降り注ぐ明るい風景や、夜空に浮かぶ月の淡い光など、明るさの微妙な違いを表現するために輝度信号は欠かせません。もし輝度信号がなかったら、色の情報はあっても、映像全体がぼんやりとして、明るい部分と暗い部分の区別がつきにくくなってしまうでしょう。輝度信号は、テレビ放送だけでなく、DVDやブルーレイなどの映像記録メディアにも使われています。これらのメディアでは、映像の色情報と輝度信号を分けて記録することで、高画質で鮮やかな映像を再現することを可能にしています。このように、輝度信号は現代の映像技術において、なくてはならない重要な役割を担っているのです。
画質

黒つぶれを防ぐ!ブラッククリップとは?

動画を作るとき、「黒つぶれ」という現象に出くわすことがあります。これは、絵の中の暗い部分が真っ黒になってしまい、本来見えるはずの細かい部分や色の濃淡が見えなくなってしまうことです。例えば、夜の景色や暗い部屋の中を撮影した映像で、本来は黒から濃い灰色へと徐々に変化していくはずの部分が、真っ黒になってしまい、物の質感や奥行きが感じられなくなってしまうことがあります。この黒つぶれは、なぜ起こるのでしょうか。映像は電気信号でできており、その信号の明るさを表す部分が基準値よりも小さくなってしまうと、黒つぶれが発生します。この基準値は、映像信号がない状態を表す値で、これを下回ると真っ黒に表示されてしまいます。また、映像信号には、細かな明るさの変化を表す高周波成分が含まれています。この高周波成分が急激に変化すると、信号のレベルが一時的に基準値を下回ってしまう「アンダーシュート」という現象が発生し、これも黒つぶれの原因となります。黒つぶれの原因は様々です。撮影時に光を取り込む量が不足している「露出不足」が主な原因の一つです。カメラの設定を誤って、光を取り込みすぎてしまう「露出オーバー」の逆で、光が足りないと暗い部分が黒つぶれしやすくなります。また、動画編集ソフトの設定ミスも原因となります。明るさやコントラストの調整を誤ると、黒つぶれが発生することがあります。黒つぶれが発生すると、映像全体の印象が暗く重くなってしまい、見ている人に不快感を与えてしまう可能性があります。そのため、動画制作においては、黒つぶれを防ぐための対策が必要です。撮影時には適切な露出設定を心がけ、編集ソフトでは明るさやコントラストの調整に注意を払いましょう。そうすることで、より美しく、見やすい映像を作ることができます。
画質

くし型フィルタ:高画質動画を実現する技術

動画の鮮やかさを保つ技術は、櫛のような形をした特別な道具、「くし型ろ波器」が重要な役割を担っています。この道具は、動画の明るさを示す信号と、色を示す信号を、まるで職人が材料を丁寧に選別するように、巧みに分けます。動画信号は、明るさ信号と色信号が複雑に絡み合っています。くし型ろ波器は、この絡み合った信号を一つ一つ丁寧に解きほぐし、それぞれの信号を分離します。例えるなら、糸がもつれた毛糸玉から、異なる色の糸を丁寧にほどいていくような作業です。この分離作業は、高画質の動画を作る上で欠かせません。なぜなら、明るさ信号と色信号を別々に処理することで、それぞれの性質に合わせた調整ができるからです。例えば、明るさ信号だけを調整することで、動画全体の明るさを変えることなく、明るい部分と暗い部分の差を調整し、より鮮明な映像にすることができます。また、色信号だけを調整することで、特定の色を強調したり、全体の色のバランスを整えたりすることができます。くし型ろ波器は、単に鮮明さを保つだけでなく、より自然で美しい動画を作るためにも重要な役割を果たしています。まるで画家が絵の具を混ぜ合わせて微妙な色合いを作り出すように、くし型ろ波器は明るさ信号と色信号を調整することで、自然で奥行きのある色表現を実現します。この技術のおかげで、私たちは鮮やかで美しい動画を楽しむことができるのです。まるで魔法の道具のように、くし型ろ波器は動画の質を高めるための繊細な作業を陰ながら行っています。私たちが普段何気なく見ている美しい動画は、こうした技術の積み重ねによって支えられているのです。
色彩

色信号の基礎知識

画面に映る色鮮やかな映像。私たちは普段、何気なくテレビやパソコンで動画を楽しんでいますが、その美しい映像を作り出している裏側には「色信号」と呼ばれる重要な要素が隠されています。色信号とは、映像の中で色の情報を伝える電気信号のことです。色の三原色、赤、緑、青の情報がこの信号によって運ばれ、私たちの目に届くのです。かつて、テレビ放送は白黒の映像しか映し出すことができませんでした。しかし技術の進歩とともにカラー放送が実現し、白黒テレビに色が加わることになりました。この時、課題となったのは白黒テレビとの互換性を保つことでした。つまり、カラーテレビでも白黒テレビの番組を問題なく見られるようにする必要があったのです。そこで考え出されたのが、白黒テレビの信号に色の情報を付け加えるという方法でした。白黒テレビ放送で使われていた明るさを表す信号は輝度信号と呼ばれ、カラー放送ではこの輝度信号に色信号を組み合わせることで、カラー映像を作り出す仕組みが採用されました。色信号単体では、色の情報しか持っていません。これは、画家のパレットに並べられた絵の具のようなものです。絵の具だけでは絵は完成しません。白いキャンバスが必要です。この白いキャンバスの役割を果たすのが輝度信号です。輝度信号によって映像の明るさが決まり、そこに色信号が加わることで、鮮やかな色彩が表現されるのです。色信号は、テレビ放送だけでなく、ビデオテープへの録画やインターネットで配信される動画など、様々な映像技術に欠かせない存在となっています。私たちが日常的に触れている映像のほぼ全てに、色信号が関わっていると言っても過言ではありません。普段何気なく見ている映像の裏側で、色信号が重要な役割を果たし、私たちの目を楽しませていることを少し意識してみると、映像の見え方が変わってくるかもしれません。
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動画の色情報: サブキャリアの役割

{昔の白黒テレビは、色の情報がなく、濃淡だけで映像を表現していました。色のついたテレビが登場した裏には、様々な工夫が凝らされています。まるで白黒の絵に色を塗るように、白黒映像に色の情報を加えることで、色のついた映像を作り出しているのです。この色の情報を伝える役割を担っているのが「副搬送波」です。副搬送波とは、色の情報を伝えるための波で、白黒映像信号にこの副搬送波を組み合わせることで、色のついた映像を実現しています。具体的に説明すると、カメラで撮影された映像は、まず赤、緑、青の三原色の信号に分解されます。この三原色の情報は、明るさを表す信号と色の情報を表す信号に変換されます。明るさを表す信号は白黒テレビ放送と同じように扱われ、色の情報を表す信号は副搬送波に乗せられて送られます。テレビ受信機は、この副搬送波から色の情報を取り出し、明るさを表す信号と組み合わせることで、元の色のついた映像を再現するのです。この副搬送波という技術によって、テレビは白黒からカラーへと大きな進化を遂げました。色の情報を加えることで、映像はより鮮やかになり、より現実に近い表現が可能になりました。例えば、青い空、赤い花、緑の木々など、自然の美しさをよりリアルに映し出すことができるようになったのです。これは映像制作技術における大きな進歩であり、私たちが今日、当然のように見ているカラーテレビの礎となっています。まるで魔法のように白黒の世界に色が加わったことで、人々はより感動的で豊かな映像体験を楽しむことができるようになりました。この技術革新は、テレビ放送の歴史における重要な一歩であり、私たちの視覚世界を大きく変えたと言えるでしょう。
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コンポジットビデオ信号とは?

かつて、家庭のテレビといえば、茶色の線一本で映像を繋ぐのが当たり前でした。この、今ではほとんど見かけることのなくなった接続方法で使われていたのが、コンポジットビデオ信号です。ビデオデッキやゲーム機といった、少し前の機器を思い浮かべると、ピンとくる方もいるかもしれません。このコンポジットビデオ信号は、白黒テレビの時代からカラーテレビの時代へと移り変わる中で、重要な役割を果たしました。白黒映像の信号に、色情報を加えることでカラー化を実現したのです。しかし、どのようにして一つの信号の中に、白黒と色の情報が共存できるのでしょうか?その仕組みは、少し複雑ですが、様々な電気信号を巧みに組み合わせることで実現しています。明るさを表す輝度信号、色の種類を表す色信号、そして色の濃さを表す彩度信号。コンポジットビデオ信号とは、これらの信号を一つの信号線にまとめて送る、いわば「寄せ集め信号」なのです。この方式は、配線が一本で済むという手軽さから、広く普及しました。しかし、複数の信号を混ぜ合わせているため、どうしても画質が劣化してしまうという欠点がありました。色が滲んだり、輪郭がぼやけたりといった現象は、コンポジットビデオ信号では避けられない問題でした。現代では、デジタル技術の発展により、HDMIなど高画質の映像信号が主流となっています。これらの技術と比較すると、アナログ技術であったコンポジットビデオ信号の限界が見えてきます。しかし、コンポジットビデオ信号は、限られた技術の中で、カラーテレビを実現するための工夫が凝らされた、重要な技術だったと言えるでしょう。その仕組みを学ぶことは、映像技術の進化の歴史を理解する上で、大きな助けとなるはずです。
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くし形フィルタ:高画質動画への鍵

動画を扱う上で欠かせない技術の一つにくし形ろ波器があります。このろ波器は、電気信号の波の形を整えるための仕組みで、名前の由来は、その周波数特性を表すグラフがくしの歯並びのように見えることにあります。このくしのような形をした特性は、特定の波の高さだけを通したり、遮ったりするのに役立ちます。動画は、明るさを示す信号と色を表す信号が組み合わさってできていますが、くし形ろ波器はこれらの信号をきれいに分ける働きをします。明るさ信号と色信号をきちんと分けることは、高画質の動画を作る上でとても大切です。なぜなら、それぞれの信号に合わせた処理を行うことで、より鮮明で自然な色合いの動画を作ることができるからです。例えば、明るさ信号だけを調整することで、暗い場面でも見やすい映像にしたり、逆に明るすぎる場面を抑えたりすることができます。また、色信号を調整することで、より鮮やかな色を表現したり、特定の色味を強調したりすることも可能です。くし形ろ波器は、信号を分けるだけでなく、動画の細かさ(解像度)を保つ上でも重要な役割を担っています。信号を分けることで、それぞれの信号に必要な情報だけを処理することができ、無駄な情報を省くことができます。これにより、データ量を抑えつつ、高画質な映像を表現することが可能になります。くし形ろ波器は、テレビやビデオカメラなど、様々な映像機器で使われており、高画質の動画を楽しむ上で欠かせない技術と言えるでしょう。
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くし形フィルタ:高画質動画への鍵

「くし形ろ波器」とは、映像をより鮮明にするための重要な技術です。名前の通り、その周波数特性はちょうど櫛の歯のようにギザギザとした形をしています。この特殊な形が、高画質映像を作り出すための鍵となっています。私たちが見ている映像信号は、明るさを示す「輝度信号」と、色を表す「色信号」が組み合わさってできています。この2つの信号は、互いに影響しあって、映像にノイズや不要な色むらを生じさせることがあります。くし形ろ波器は、まるで職人のように緻密な作業を行い、これらの信号を巧みに分離します。不要な信号を丁寧に除去することで、本来の色合いが再現され、映像がよりクリアになります。くし形ろ波器の仕組みは、特定の周波数だけを通過させ、それ以外の周波数を遮断するというものです。櫛の歯のように、通過する周波数と遮断する周波数が交互に並んでいるため、「くし形ろ波器」と呼ばれています。この仕組みによって、輝度信号と色信号を分離し、それぞれに必要な処理を行うことができます。くし形ろ波器は、テレビや動画配信サービス、DVDプレーヤーなど、様々な映像機器に広く使われています。私たちが普段何気なく見ている鮮やかな映像は、この技術によって支えられているのです。高画質映像への需要が高まる現代において、くし形ろ波器は今後ますます重要な役割を担っていくことでしょう。
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色の搬送波:映像に色を乗せる仕組み

かつて、画面に色がなかった時代のテレビ、白黒テレビが主流でした。その後、技術の進歩とともに、鮮やかな色彩で映像を映し出すカラーテレビが登場しました。しかし、カラーテレビの普及には大きな課題がありました。それは、既に多くの家庭に普及していた白黒テレビとの互換性をどのように保つかということです。つまり、カラーテレビ放送が始まっても、白黒テレビでも変わらずに映像を見られるようにする必要がありました。この課題を解決するために開発されたのが、色の信号を運ぶ搬送波、色副搬送波という技術です。簡単に言うと、白黒テレビで使われていた明るさの信号に、色の情報を別の電波に乗せて重ねることで、両方のテレビに対応できるようにしたのです。色副搬送波は、色の情報を伝えるための専用の乗り物のようなものです。カラーテレビはこの乗り物に積まれた色の情報を読み取って、画面に色を再現します。一方、白黒テレビは色の情報を読み取る機能を持っていないため、この乗り物を無視して、明るさの情報だけを読み取ります。このようにして、一つの電波に白黒とカラー両方の情報を含ませることで、両方のテレビで映像を映し出すことを可能にしました。色副搬送波は、まるで手紙を届ける郵便配達員のような役割を果たします。カラーテレビは配達された手紙を開けて色情報を読み取り、白黒テレビは手紙を受け取らずにそのままにします。このように、色副搬送波によって、白黒テレビとカラーテレビの共存が可能になり、テレビ放送の円滑な移行を実現したのです。
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色差信号:映像の色の秘密

色の情報を伝える手段として、色差信号は映像の世界で欠かせない存在です。私たちが普段テレビや画面で見る色彩豊かな映像は、赤、緑、青の三色の光を混ぜ合わせて表現されています。これらの光の強さをそれぞれ数値で表したものが、赤緑青信号(RGB信号)です。色差信号は、このRGB信号から明るさを表す信号(輝度信号Y)を引くことで得られます。言い換えれば、色差信号は、明るさ以外の純粋な色の情報だけを抜き出したものと言えます。具体的には、青の信号から輝度信号を引いたものを青色差信号(B-Y)、赤の信号から輝度信号を引いたものを赤色差信号(R-Y)と呼びます。なぜこのような複雑な処理をするのでしょうか?それは、人間の目は色の変化よりも明るさの変化に敏感であるという特性があるからです。輝度信号と色差信号に分けることで、明るさの情報はそのままに、色の情報は少しだけ間引いても、人間の目にはほとんど変化がないように感じられます。これが、データの圧縮に繋がるのです。色差信号を使う利点は他にもあります。例えば、映像の色合いを調整する際、RGB信号のままでは三色のバランスを考えながら調整しなければならず、複雑な作業となります。しかし、色差信号を用いると、明るさの情報は輝度信号で調整し、色の情報は色差信号で調整すれば良いので、作業が格段に楽になります。このように、色差信号は、映像を扱う上で様々な利点があり、テレビ放送や映像制作の現場で広く活用されています。色の鮮やかさを保ちつつデータ量を抑え、さらに色の調整も容易にする、まさに縁の下の力持ちと言えるでしょう。
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動画の画質を上げるには?クロスルミナンス対策

色のずれとは、映像の色が本来あるべき色とは異なって表示されてしまう現象のことです。色のずれには様々な種類があり、それぞれ発生原因や見え方が異なります。ここでは、代表的な色のずれとして「色にじみ」と「色の違い」について説明します。まず、「色にじみ」とは、色が本来あるべき場所から滲み出て、輪郭がぼやけてしまう現象です。これは、映像信号の処理過程で、色の情報が正しく分離されなかったり、隣接する色情報が混ざり合ってしまうことで起こります。例えば、赤い物体の輪郭に青色の縁取りが見える場合や、白い背景に黒い文字を表示した際に文字の周りが灰色っぽく見える場合などが、色にじみの例です。この現象は、昔のテレビ放送方式である、組み合わせテレビ方式でよく見られました。画面を拡大して見ると、色のついた点が混ざり合っている様子が確認できました。次に、「色の違い」とは、表示される色が本来意図した色とは全く異なる色になってしまう現象です。これは、撮影時の照明環境や、表示機器の色設定などが原因で発生します。例えば、白い服が青みがかって表示されたり、オレンジ色の夕焼けが赤色で表示されたりする場合などが色の違いの例です。色の違いは、機器の色調整機能で補正できる場合もありますが、撮影時の適切な照明設定が重要です。これらの色のずれは、映像の見栄えを損なうだけでなく、伝えたい情報が正しく伝わらない可能性もあります。例えば、医療現場で患部の色を正確に診断する必要がある場合や、製品の色味を正確に伝える必要がある場合など、色のずれは重大な問題を引き起こす可能性があります。そのため、動画制作においては、色のずれを最小限に抑えるための工夫が欠かせません。高画質が求められる現代において、正しい色を再現することは、動画の品質を高める上で非常に重要です。
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クロスカラー:虹色のちらつき対策

画面に現れる色のちらつき、気にしたことありますか?時折、テレビを見ていると、虹色の変な光が見えることがあります。特に、細かい縞模様の服を着ている人を見ると、その縞模様に沿って虹色の光が走っているように見えることがあります。これは「色のまじり」と呼ばれる現象で、一体どうして起こるのでしょうか?テレビ放送では、送られてくる映像信号の中に、明るさを表す信号と色を表す信号が一緒に入っています。この2つの信号をうまく分けて、正しく表示することで、私たちはテレビで色鮮やかな映像を見ることができるわけです。ところが、この2つの信号を分ける作業がうまくいかない場合があります。例えば、明るさの信号の中に色の信号が少し混ざってしまう、そんなことが起きるのです。色の信号が明るさの信号に混ざってしまうと、本来は明るさだけを表すはずの信号に色が付いてしまいます。これが色のまじりの原因です。まるで絵の具を混ぜるように、明るさの信号に色が混ざってしまい、虹色のちらつきとして見えてしまうのです。特に、細かい縞模様のように明るさが急に変わる部分で、この現象はよく起こります。白黒の細かい縞模様を想像してみてください。白と黒が交互に並んでいるので、明るさが急に変化していますよね。この明るさの急な変化が、色の信号と間違われてしまうのです。その結果、白黒の縞模様のはずなのに、虹色の光が走っているように見えてしまうのです。例えば、白黒の細かい縞模様の服を着た人がテレビに映ると、縞模様の部分に虹色のちらつきが現れやすいです。これは、白黒の縞模様の明暗の差が、色の信号だとテレビが勘違いしてしまうからです。本当は存在しない色が、画面上に現れてしまうのです。このように、色のまじりは、信号をうまく処理できなかったために起こる現象と言えます。