顏色空間轉(zhuǎn)換公式詳解

目前常用的顏色空間就有CIE色度模型、RGB顏色空間、Lab顏色空間、HSI顏色空間等，不同顏色空間之間是可以相互轉(zhuǎn)換的，本文呢就為大家介紹一下顏色空間轉(zhuǎn)換公式。

顏色空間有哪些分類(lèi)？

1．按使用類(lèi)別分類(lèi)

彩色色度學(xué)模型：CIE-RGB、CIE-XYZ、均勻色差彩色模型（CIE1976Luv和CIELab）

工業(yè)彩色模型：RGB彩色顯示模型、CMYK彩色印制模型、彩色傳輸模型YUV（PAL）、YIQ（NTSC）、YCrCb（數(shù)字高清晰度電視）

視覺(jué)彩色模型：HVC（孟賽爾）、HSB（Photoshop）、HLS（Windows畫(huà)圖和AppleColorPicker）、HSI（圖像分割）、HSY（電視）、Ohta（圖像分割）等。

2．按顏色感知分類(lèi)

混合顏色模型：按3種基色的比例混合而成的顏色。RGB、CMYK、XYZ等

非線形亮度/色度顏色模型：用一個(gè)分量表示非色彩的感知，用兩個(gè)分量表示色彩的感知，這兩個(gè)分量都是色差屬性。L*a*b、L*u*v、YUV、YIQ等。

強(qiáng)度/飽和度/色調(diào)模型：用強(qiáng)度描述亮度或灰度等光強(qiáng)的感知，用飽和度和色調(diào)描述色彩的感知，這兩個(gè)分量接近人眼對(duì)顏色的感覺(jué)。如HIS、HSL、HSV、LCH等

顏色空間相互轉(zhuǎn)換公式：

通常，人們最熟悉的是基于R、G、B三基色相加原理建立起來(lái)的RGB顏色空間，RGB顏色空間非常適合用在圖像采集和圖像顯示的硬件設(shè)備中。另外，還有一種叫做CMY的顏色空間,是利用三基色兩兩疊加產(chǎn)生3補(bǔ)色，藍(lán)綠（C，即綠加藍(lán)）、品紅（M，即紅加藍(lán)）、黃（Y，即紅加綠）來(lái)表達(dá)現(xiàn)實(shí)中的顏色，也被稱(chēng)為減法混色模型。減法混色模型之所以也同樣十分重要，是因?yàn)槿旧玫念伭贤ǔＶ晃找环N基色而讓其它兩種基色反射，所以顏料的三基色正好是光的三補(bǔ)色。所以，彩色打印領(lǐng)域使用的是CMY模型，藝術(shù)家也常用這種模型的原理來(lái)進(jìn)行調(diào)色。理論上，CMY是RGB的補(bǔ)色，它們的疊加可以輸出黑色。但實(shí)際中。它們的疊加只能輸出渾濁的深色。所以出版界需要單獨(dú)加一個(gè)黑色，使用所謂的四色打印，即CMYK模型。

RGB與CMY模型通常被稱(chēng)為面向硬件設(shè)備的顏色空間。這類(lèi)顏色模型的缺點(diǎn)是，顏色空間中的3種顏色具有相同的重要性，以相同的空間進(jìn)行存儲(chǔ)，這就使得視頻數(shù)據(jù)有很大的數(shù)據(jù)冗余。由于人類(lèi)視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)顏色的敏感程度通常比亮度要低。在圖像處理中，為了利用人的視覺(jué)特性，降低數(shù)據(jù)量，通常把RGB空間表示的彩色圖像變換到其他色彩空間。同時(shí)處理也來(lái)也更加容易。

在圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺(jué)中大量算法都可以在HIS色彩空間中方便的使用，它們可以分開(kāi)處理而且是相互獨(dú)立的。因此，在HIS色彩空間可以大大簡(jiǎn)化圖像分析和處理的工作量。HIS顏色空間和RGB顏色空間中介同一物理量的不同表示方法。

還有一種多媒體從業(yè)人員比較熟悉的顏色空間叫做YUV顏色空間，它主要用在屏幕的顯示系統(tǒng)中，顯示系統(tǒng)通常采用三管彩色攝像機(jī)或彩色CCD（點(diǎn)耦合器件）攝像機(jī)，它把攝得的彩色圖像信號(hào)，經(jīng)分色、分別放大校正得到RGB，再經(jīng)過(guò)矩陣變換電路得到亮度信號(hào)Y和兩個(gè)色差信號(hào)R-Y、B-Y。最后發(fā)送端將亮度和色差三個(gè)信號(hào)分別進(jìn)行編碼，同一信道發(fā)送出去，這就是我們常用的YUV顏色空間。采用YUV顏色空間好處理是亮度信號(hào)Y和色度信號(hào)U、V是分離的。只有Y信號(hào)時(shí)圖像是黑白灰度圖，彩色電視通過(guò)使用YUV顏色空間解決了彩色電視機(jī)與黑白電視機(jī)的兼容問(wèn)題。

RGB顏色空間與YUV、HIS之間的關(guān)系如下：

根據(jù)ITU-RBT.601標(biāo)準(zhǔn)：

Y=0.299R+0.587G+0.114B

Cb=B-Y=-0.299R-0.587G+0.886B

Cr=R-Y=0.701R-0.587G-0.114B

H=arctan(Cb/Cr)

S=sqrt(Cb^2+Cr^2)

Cr=Sxsin(H)

Cb=Sxcos(H)

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