H分量旋转法

H分量旋转法

RGB颜色空间是一个正方体，而HSI颜色空间是两个圆锥体构成的，HSI颜色空间中，H表示的是色相（色度），S表示的是饱和度，I表示的是亮度。在HSI颜色空间里，色相不太受饱和度和亮度影响，而H分量在HSI颜色空间中是呈现圆周形的，形成了一个闭合的连续的圆周，具体可以看下图。

矫正色盲图像时，我们要尽可能的保留原图片的信息，特别时关键信息，使得矫正后的图片信息能尽可能的接近原图像。H分量旋转法时保留了饱和度S和亮度I，只调整H分量，当调整到一定度数时看可以分开大部分颜色。
对于红、绿色盲而言，红色和绿色由于投射到R=G面而产生混淆，这个时候旋转图片的H分量120度，会使红色和绿色变为绿色和蓝色，而绿色和蓝色在色盲患者眼中的差别比较大，可以很好的区分开来，达到矫正的结果。对于蓝色色盲而言，也可以采用同样的办法，来获得矫正效果良好的矫正图像。根据吴丽思的《色盲图像矫正算法研究及测试系统设计》的数据统计可以得到，当H分量旋转90到140度时都可以得到色盲患者看着比较舒服的矫正结果。下面是当H分量旋转120度时得到的结果。

左图是H分量旋转120度时的矫正结果，右图是矫正后的模拟结果
三种矫正算法的比较
由之前的研究和模拟可得，这三种方法都可以得到比较好的矫正结果，但是从原理可，自适应和几何映射法都需要通过统计点数和角度几何运算，这样会使运算速度大大下降，这点不如H分量旋转法快。再从一些风景图对比，下面是各种矫正图片的对比

上面是原图像

上面左图是几何变化的矫正结果，右边是几何变换矫正后的模拟结果


上面左图是自适应算法矫正结果，右边是自适应变换矫正后的模拟结果

上面左图是H分量旋转法的矫正结果，右图是H分量旋转法矫正后的模拟结果
根据得到的结果可以看出，自适应和几何变换映射法都会造成某些边缘轮廓信息丢失，这样容易改变原图像的信息，而H量旋转法只是把看不清的颜色面转到看得清的颜色面，这样可以结合原图的话可以得到最大范围的矫正，所以本课程设计使用的是H分量旋转法作为色盲矫正算法。