RGB、CMY、CMYK、YUV、HSV、HSI、LAB顏色空間詳解
1.基于顏色加法混色原理的RGB
RGB顏色模型即紅綠藍(lán)顏色模型。由模仿生物視網(wǎng)膜三種視錐細(xì)胞產(chǎn)生,之后通過三原色疊加來進行彩色圖像顯示。通過在黑色上不斷疊加三原色來顯示不同的顏色。在RGB顏色空間中,分別將RGB作為笛卡爾坐標(biāo)系中XYZ坐標(biāo)系產(chǎn)生。每一個顏色取值范圍為[0,256)
RGB顏色模型

RGB顏色對照表可參考【這里】
數(shù)字圖像多采用RGB進行存儲和顯示,三個通道分別分開存儲圖像上每個像素的RGB值,單獨每個通道顯示均為灰度圖像,通道為二維矩陣,opencv中存儲通道順序為BGR。三通道及多通道圖像表示如下:

三通道及多通道圖像表示
2.基于顏色減法混色原理的CMY/CMYK
CMY是青(Cyan)、洋紅或品紅(Magenta)和黃(Yellow)三種顏色,由于三原色得不到純黑色,CMYK則是打印時加上墨色(black ink),例如青色可以通過藍(lán)色和綠色光相加得到,則白色通過青色時,沒有紅色分量。底色為白色進行色彩減法可以得到各種顏色。

CMY
RGB與CMYK相互轉(zhuǎn)換為:
3.YUV
YUV(亦稱YCrCb)是被歐洲電視系統(tǒng)所采用的一種顏色編碼方法。采用YUV色彩空間的重要性是它的亮度信號Y和色度信號U、V是分離的。如果只有Y信號分量而沒有U、V信號分量,那么這樣表示的圖像就是黑白灰度圖像。彩色電視采用YUV空間正是為了用亮度信號Y解決彩色電視機與黑白電視機的兼容問題,使黑白電視機也能接收彩色電視信號。其中“Y”表示明亮度(Luminance或Luma),也就是灰階值;而“U”和“V” 表示的則是色度(Chrominance或Chroma,作用是描述影像色彩及飽和度,用于指定像素的顏色?!傲炼取笔峭高^RGB輸入信號來建立的,方法是將RGB信號的特定部分疊加到一起?!吧取眲t定義了顏色的兩個方面─色調(diào)與飽和度,分別用Cr和Cb來表示。其中,Cr反映了RGB輸入信號紅色部分與RGB信號亮度值之間的差異。而Cb反映的是RGB輸入信號藍(lán)色部分與RGB信號亮度值之同的差異。YUV和RGB互相轉(zhuǎn)換的公式如下:
4.HSV、HSI
RGB可以方便的進行計算機存儲和讀取,但對人進行顏色判斷十分不友好,因此有了HSV,HSI顏色空間。HSV即色相(Hue)、飽和度(Saturation)、明度(Value),又稱HSB(B即Brightness)。
H色相是色彩的基本屬性,就是平常說的顏色的名稱,如紅色、黃色等。飽和度,用角度度量,取值范圍為0°~360°,從紅色開始按逆時針方向計算,紅色為0°,綠色為120°,藍(lán)色為240°。它們的補色是:黃色為60°,青色為180°,品紅為300°;
S是指色彩的純度,越高色彩越純,低則逐漸變灰,取0-100%的數(shù)值。飽和度S表示顏色接近光譜色的程度。一種顏色,可以看成是某種光譜色與白色混合的結(jié)果。其中光譜色所占的比例愈大,顏色接近光譜色的程度就愈高,顏色的飽和度也就愈高。飽和度高,顏色則深而艷。光譜色的白光成分為0,飽和度達(dá)到最高。通常取值范圍為0%~100%,值越大,顏色越飽和。
明度V,取0-max(計算機中HSV取值范圍和存儲的長度有關(guān))。明度表示顏色明亮的程度,對于光源色,明度值與發(fā)光體的光亮度有關(guān);對于物體色,此值和物體的透射比或反射比有關(guān)。通常取值范圍為0%(黑)到100%(白)。HSV顏色空間可以用一個圓錐空間模型來描述。圓錐的頂點處,V=0,H和S無定義,代表黑色。圓錐的頂面中心處V=max,S=0,H無定義,代表白色。

HSV
從RGB到HSV(設(shè)max等于r、g和b中的最大者,min為最小者。):

RGB-HSV
從HSV到RGB:

HSV-RGB
HSL (HSI)類似于 HSV。對于一些人,HSL 更好的反映了“飽和度”和“亮度”作為兩個獨立參數(shù)的直覺觀念,但是對于另一些人,它的飽和度定義是錯誤的,因為非常柔和的幾乎白色的顏色在 HSL 可以被定義為是完全飽和的。對于 HSV 還是 HSL 更適合于人類用戶界面是有爭議的。在 HSL 中,飽和度分量總是從完全飽和色變化到等價的灰色(在 HSV 中,在極大值 V 的時候,飽和度從全飽和色變化到白色,這可以被認(rèn)為是反直覺的)。在 HSL 中,亮度跨越從黑色過選擇的色相到白色的完整范圍(在 HSV 中,V 分量只走一半行程,從黑到選擇的色相),強度I 是一個主觀的描述,是人對彩色感覺的關(guān)鍵參數(shù),實際上它是不可能測量的。HSI模型可從彩色圖像中攜帶的彩色信息(色調(diào)和飽和度)里消去強度分量的影響。HSI模型的建立基于兩個重要的事實: ① I分量與圖像的彩色信息無關(guān);② H和S分量與人感受顏色的方式是緊密相聯(lián)的。這些特點使得HSI模型非常適合彩色特性檢測與分析。
HSI與HSL使用相同的模型,僅在亮度的描述上不同。
HSL,HSV如下:

HSI-HSL
5.Lab
Lab色彩空間(Lab color space)是顏色-對立空間,帶有維度L表示亮度,a和b表示顏色對立維度,基于了非線性壓縮的CIE XYZ色彩空間。Lab顏色被設(shè)計來接近人類視覺。它致力于感知均勻性,它的L分量密切匹配人類亮度感知。因此可以被用來通過修改a和b分量的輸出色階來做精確的顏色平衡,或使用L分量來調(diào)整亮度對比。這些變換在RGB或CMYK中是困難或不可能的——它們建模于物理設(shè)備的輸出,而不是人類的視覺感知。因為Lab空間比電腦螢?zāi)弧⒂”頇C甚至比人類視覺的色域都要大,表示為Lab的位圖比RGB或CMYK位圖獲得同樣的精度要求更多的每像素數(shù)據(jù)。
Lab顏色空間中的L分量用于表示像素的亮度,取值范圍是[0,100],表示從純黑到純白;a表示從紅色到綠色的范圍,取值范圍是[127,-128];b表示從黃色到藍(lán)色的范圍,取值范圍是[127,-128]。

Lab
RGB-XYZ-Lab轉(zhuǎn)換



XYZ轉(zhuǎn)lab
