彩色图像--色彩空间 CIELAB、CIELUV

学习DIP第65天
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开篇废话

废话开始，昨天没说废话，几天补上，对色彩空间的研究并不是图像处理的主要研究方向，因为色度学作为一门独立的学科博大精深，图像处理只是用了其中一些基本知识，所以如果想真正深入了解色度学，需要潜心研究，而这不是图像处理要研究的，在后续用到有关色度的知识进行图像处理时，可以针对性的学习。

绝对色彩空间和相对色彩空间

首先要介绍下绝对色彩空间和相对色彩空间，对这个问题的理解，我是这样想的，绝对色彩空间是颜色的绝对描述，例如定义一个n维向量R，其唯一定义了一种颜色，就像下面说的LAB色彩空间，一个向量唯一定义一种颜色，而且定义的时候需要满足条件A，这就表明只要条件A满足，无论在什么设备上看色彩R，其表现出来的颜色都一样。也就是说绝对颜色空间是对颜色的定义。
而相对颜色空间就是在不同的设备上得出的结果不同，比如相机C采集单一颜色L的图像，，使用其内在的传感器生成的RGB值是 rc，gc，bc ，但如果将这个RGB值放在一个另一个显示器M上，其反映出来的并不是之前采集的时候所看到的颜色L（这里的L就是绝对色彩空间）。
上面这两段是的对绝对色彩空间和相对色彩空间的理解，绝对色彩空间是可以转换的，但前提是色域要一致，如果色域不一致，然么色彩将有损耗，也就是如果从绝对色彩A转换到绝对色彩B，而 A−(A∩B)≠∅ 这样就会产生误差。
绝对色彩空间之间的转换是近似的，而非绝对色彩空间之间的转换，绝对空间到非绝对空间的转换，实际上来讲没有意义。但可以作为图像处理的一种方式，比如从RGB转换到YIQ后可以分析光照，但具体的实现要满足转换前后的现实效果相近似。

CIELAB色彩空间描述

Lab色彩空间是颜色-对立空间，带有维度L表示亮度，a和b表示颜色对立维度，基于了非线性压缩的CIE XYZ色彩空间坐标。
Hunter 1948 L, a, b色彩空间的坐标是L, a和b。但是，Lab经常用做CIE 1976 (L*, a*, b*)色彩空间的非正式缩写（也叫做CIELAB，它的坐标实际上是L*, a*和b*）。

三个基本坐标意义：

1. 颜色的亮度（L*, L* = 0生成黑色而L* = 100指示白色），
2. 红色／品红色和绿色之间的位置（a*负值指示绿色而正值指示品红）
3. 黄色和蓝色之间的位置（b*负值指示蓝色而正值指示黄色）。

CIELAB是均匀的颜色空间，所谓均匀是当数值均匀变化时，人的感官也是均匀变化；
在L*a*b* 模型中均匀改变对应于在感知颜色中的均匀改变。所以在L*a*b* 中任何两个颜色的相对感知差别，可以通过把每个颜色处理为（有三个分量：L*, a*, b* 的）三维空间中一个点来近似，并计算在它们之间的欧几里得距离。在L*a*b* 空间中的这个欧几里得距离是ΔE（经常叫做“Delta E”，更精确的是ΔE*ab）。

使用L*a*b* 中的两个颜色 (L1∗, a1∗, b1∗)和(L2∗, a2∗, b2∗) :

色彩空间的现实：

得到CIELAB的办法是从XYZ空间进行：

从RGB到LAB是简单的近似，其本身就没有理论意义，但可以以另一种方式观察图像性质，但必须明确的是LAB是对颜色的定义，而RGB只是这种颜色的一个表达，而且与设备密切相关。设备一旦变化这个RGB值将失去意义。

CIELUV色彩空间描述

LUV色彩空间，也作CIELUV。是于1976年由国际照明委员会CIE 提出，由CIE XYZ空间经简单变换得到，具视觉统一性。

L*表示物体亮度，u*和v*是色度，其中L*与L*A*B*中的L*一致。
一般来讲u*和v*的取值范围为-100到+100，亮度L为0到100。
从XYZ到LUV的转换如下：

总结

今天简单介绍下CIELAB和CIELUV这两种设备无关的色彩空间，下一篇接续色彩空间。
文中内容部分引用自wiki和docin.com
待续。。