常见的颜色空间概念

文章目录

  • 1、RGB颜色空间
  • 2、HSV颜色空间
  • 3、YCbCr颜色空间
  • 4、Lab颜色空间
  • 5、YUV颜色空间

1、RGB颜色空间

  是最常见的面向硬件设备的彩色模型,它是人的视觉系统密切相连的模型,根据人眼结构,所有的颜色都可以看做是3种基本颜色——红r、绿g、蓝b的不同比例的组合。国际照度委员会CIE规定的红绿蓝三种基本色的波长分别为700nm、546.1nm、435.8nm。
  RGB模型空间是一个正方体,如下图:
常见的颜色空间概念_第1张图片
  原点对应黑色,离原点最远的顶点对应白色,从黑到白的灰度分布值在体对角线上。
  一般为方便起见,将立方体归一化为单位立方体,这样所有的RGB值都在区间[0,1]之中。根据这个模型,每幅图像包括3个独立的基色平面,每种颜色亮度用0-255表示,3种颜色通道的变化以及他们相互之间的叠加可得到1670多万种颜色(256³=16777216)。

2、HSV颜色空间

  孟塞尔彩色空间的简化形式,是一种基于感知的颜色模型。
  它将彩色信号分为3种属性:色调(Hue,H),饱和度(Saturation,S),亮度(Value,V)。
  色调表示从一个物体反射过来的或透过物体的光波长,也就是说,色调是由颜色的名称来辨别的,如红、黄、蓝;
  亮度是颜色的明暗程度;
  饱和度是颜色的深浅,如深红、浅红。
  HSV颜色空间反映了人观察色彩的方式,具有两个显著的特点:
  1、亮度分量与图像的彩色信息无关;
  2、色调和饱和度分量与人感受颜色的方式是紧密相连的。
常见的颜色空间概念_第2张图片

3、YCbCr颜色空间

  视频图像和数字图像中常用的色彩空间。
  Y代表亮度,Cb和Cr代表蓝色分量和红色分量。该模型的数据可以是双精度类型的,但存储空间为8位无符号整形数据空间。Y的取值范围为16235,蓝红分量的取值范围为16240。在通用的图像压缩算法中(如JPEG算法),首要的步骤就是将图像的颜色空间转换为YCbCr空间。

4、Lab颜色空间

  由CIE(国际照明委员会)制定的一种色彩模式。
  自然界中任何一点色都可以在Lab空间 中表达出来,它的色彩空间比RGB空间还要大。它是一种设备无关的颜色系统,也是一种基于生理特征的颜色系统。这也就意味着,它是用数字化的方法来描述人的视觉感应。,所以它弥补了RGB和CMYK模式必须依赖于设备色彩特性的不足。 由于Lab的色彩空间要 比RGB模式和CMYK模式的色彩空间大。这就意味着RGB以及CMYK所能描述的色彩信息在Lab空间中都能 得以映射。Lab颜色空间取坐标Lab,其中L亮度;a的正数代表红色,负端代表绿色;b的正数代表黄色, 负端代表蓝色。
常见的颜色空间概念_第3张图片

5、YUV颜色空间

  在彩色电视中,用Y、C1, C2彩色表示法分别表示亮度信号和两个色差信号,C1,C2的含义与具体的应用有关。
  在NTSC彩色电视制中,C1,C2分别表示I、Q两个色差信号;
  在PAL彩色电视制中,C1,C2分别表示U、V两个色差信号;
  在CCIR 601数字电视标准中,C1,C2分别表示Cr,Cb两个色差信号。
  所谓色差是指基色信号中的三个分量信号(即R、G、B)与亮度信号之差。根据美国国家电视制式委员会,NTSC制式的标准,当白光的 亮度用Y来表示时,它和红、绿、蓝三色光的关系可用如下式的方程描述:Y=0.3R+0.59G+0.11B 这就是常用 的亮度公式。色差U、V是由B-Y、R-Y按不同比例压缩而成的。如果要由YUV空间转化成RGB空间,只要进行 相反的逆运算即可。与YUV色彩空间类似的还有Lab色彩空间,它也是用亮度和色差来描述色彩分量,其中L为 亮度、a和b分别为各色差分量。
  例如在PAL彩色电视制中:
  PAL的YUV颜色空间与RGB颜色空间的转换关系如下:
  Y=0.30R+0.59G+0.11B
  U=0.493(B-Y) = -0.15R-0.29G+0.44B
  V=0.877(R-Y) = 0.62R-0.52G-0.10B

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