RGB与HSV的深层理解(详细)

简介:

最近准备研究计算机视觉领域，那么图片处理和人脸识别是其中一个模块，今天在学习OpenCV的时候，了解了一个新的模型HSV颜色模型，他与RNG色彩模型是一样的东西，之前了解一些RGB颜色模型，但是我觉得自己没有完全真正明白RGB到底是怎样决定颜色的变化的，包括什么是HSV。

目的:

1. 深层理解RGB
2. 什么是HSV
3. 灰度化
4. 两者联系

什么是RGB?

我们可以这样理解，我们生活的颜色其实都可以由R(红)、G(绿)、B(蓝)所组成，例如:R：83 G：134 B：139该组合会构成下面颜色。

 那既然颜色是三组数字所组成，必然颜色不可能是无穷多个，R、G、B一定会有取值的范围，他们的范围就是0~255(根据CIE（国际照明委员会）制定的颜色系统)。

如果你还不明白，还是不要紧，接下里我将利用图解的方式继续让你搞懂什么是RGB?青请看下图:

 我们将三个通道对用到立体模型上，看到我R、G、B三个方向的通道了吗?随着三个叔值的不同，颜色也会随之变化，特殊的是当R=G=B时就是灰度图了，下面我会具体介绍什么是灰度图。

什么是HSV颜色模型?

如果说RNG颜色模型是一个正方体，那么HSV模型就是一个六棱锥，图示如下:

通过图示我们也能够看到，他和RGB颜色模型相似，也是由三个属性决定颜色，H、S、V分别是色彩、深度、明暗，按着图中方向的变化，其对应的颜色也会改变，三者也同样是有取值范围的，不同的是他的灰度图和取值范围， S = 0时，只有灰度，取值范围是角度:

• 色调H

用角度度量，取值范围为0°～360°，从红色开始按逆时针方向计算，红色为0°，绿色为120°,蓝色为240°。它们的补色是：黄色为60°，青色为180°,品红为300°；

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  饱和度s

饱和度S表示颜色接近光谱色的程度。通常取值范围为0%～100%，值越大，颜色越饱和。

• 明度V

明度表示颜色明亮的程度，对于光源色，明度值与发光体的光亮度有关；对于物体色，此值和物体的透射比或反射比有关。通常取值范围为0%（黑）到100%（白）。

什么是灰度图?

把白色与黑色之间按对数关系分成若干级，称为“灰度等级”。范围一般从0到255，白色为255，黑色为0，故黑白图片也称灰度图像，在医学、图像识别领域有很广泛的用途。

任何颜色都由红、绿、蓝三基色组成，假如原来某点的颜色为RGB(R，G，B)，那么，我们可以通过下面几种方法，将其转换为灰度：

1. 浮点算法：Gray=R*0.3+G*0.59+B*0.11
2. 整数方法：Gray=(R*30+G*59+B*11)/100
3. 移位方法：Gray =(R*77+G*151+B*28)>>8;
4. 平均值法：Gray=（R+G+B）/3;
5. 仅取绿色：Gray=G；

通过上述任一种方法求得Gray后，将原来的RGB(R,G,B)中的R,G,B统一用Gray替换，形成新的颜色RGB(Gray,Gray,Gray)，用它替换原来的RGB(R,G,B)就是灰度图了。