本文為原創作品，轉載請注明出處

歡迎關注我的博客：http://blog.csdn.net/hit2015spring和http://www.cnblogs.com/xujianqing/

?????? 只有經過幾年的準備之后，年輕的藝術家才應接觸顏色，不是用顏色描述，而是作為人的情感表達手段——畢加索

?????? ?彩色和光是造物主的偉大發明，這里面包含的學科和課題在一篇博文中無法全部闡明，本博文主要是介紹一下幾種顏色空間，整理了各顏色空間的與RGB空間的轉換公式，作為顏色空間處理的入門知識。

??????? 人類對顏色的感知是一種復雜的生理和心理現象，這一現象還遠遠未被完全了解，但是顏色的物理性質可以由一些實驗和理論結果支持表示出來。從初中物理學就學過，一個不透明物體所表現出來的顏色，有該物體所反射的光的性質決定。如，綠葉反射波長為500~570nm的綠光。

??????? 人眼的錐狀細胞是負責彩色視覺的傳感器。人眼中有600~700萬個錐狀細胞，它們可分為3類，分別感覺紅光（65%），綠光（33%），藍光（2%），雖然比例少，但是藍錐狀細胞卻對藍光更加敏感。所以被看到的顏色就是所謂的原色紅，綠，藍的組合。

RGB顏色空間

???????? RGB彩色模型主要是面向硬件的模型，如彩色監視器和一大類的彩色視頻攝像機。這個彩色模型利用的是三原色疊加從而產生不同的顏色。但是三原色疊加并不能產生所有的顏色。這個模型為每一個顏色通道分配0~255，256個級別的灰度值，這樣總共就可以產生種顏色。所有這些顏色包含在下圖所示的一個正方體中，該正方體內部的每一個點都能由三個通道的坐標確定。對角線是三個分量相等的顏色，就成為一個沒有顏色的灰度圖。

CMY和CMYK模型

???????? CMY模型和RGB模型具有相似的特點，它也是一種面向硬件設備（彩色打印機，復印機）的顏色模型，CMY代表青色，深紅色和黃色（顏料原色）的組合。這三種顏色是RGB的二次色，用的是另一種方式定義。如青色表示用白光照射時，反射光是白光減去紅光，而白光是紅綠藍光的組合。因此呢就有了RGB和CMY的轉換：假設所有的顏色值歸一化到（0，1）之間。

表示了青色表面不反射紅光，深紅色不反射綠色，純黃色不反射藍色。等量的顏料原色組合可以產生黑色，但是為了打印組合產生的黑色往往不會很純，因此為了產生真正的黑色，加入了第四種顏色黑色，于是就有了CMYK模型。

HSI彩色模型

???????? RGB彩色模型和CMY模型對硬件設備的實現是很理想的，而且RGB模型可以和人眼感受三原色的事實相匹配。但是很遺憾，這些顏色模型很難適應人對顏色的解釋。HIS彩色空間正是為了適應人眼對顏色的感知和描述發展的顏色模型。它是開發基于彩色描述的圖像處理方法的理想工具，這個模型利用色調（H），飽和度（S）強度（I）來描述色彩。其中HSI彩色模型和RGB彩色模型轉換公式如下所示：

給定一個RGB圖像，轉換到HIS

此處：

飽和度如下：

強度分量：

?說明：角度是以紅色為起始的基準軸來度量的。

???????? HIS到RGB空間的轉換：此處HSI為歸一化的值在[0,1]之間。先把H乘，把色調值還原到[0,]，把H分為三個扇區進行討論，

RG扇區：

GB扇區：

然后計算：

BR扇區：

然后計算：

到此為止HIS空間的知識完畢！一般圖片都是RGB模型，上面的轉換公式為我們提供了在HIS空間處理圖像的工具。

在這里分享一段RGB轉HSI的matlab代碼

function hsi = rgb2hsi(rgb) %RGB2HSI Converts an RGB image to HSI. % HSI = RGB2HSI(RGB) converts an RGB image to HSI. The input image % is assumed to be of size M-by-N-by-3, where the third dimension % accounts for three image planes: red, green, and blue, in that % order. If all RGB component images are equal, the HSI conversion % is undefined. The input image can be of class double (with values % in the range [0, 1]), uint8, or uint16. % % The output image, HSI, is of class double, where: % hsi(:, :, 1) = hue image normalized to the range [0, 1] by % dividing all angle values by 2*pi. % hsi(:, :, 2) = saturation image, in the range [0, 1]. % hsi(:, :, 3) = intensity image, in the range [0, 1]. rgb = im2double(rgb); r = rgb(:, :, 1); g = rgb(:, :, 2); b = rgb(:, :, 3); % Implement the conversion equations. num = 0.5*((r - g) + (r - b)); den = sqrt((r - g).^2 + (r - b).*(g - b)); theta = acos(num./(den + eps)); H = theta; H(b > g) = 2*pi - H(b > g); H = H/(2*pi); num = min(min(r, g), b); den = r + g + b; den(den == 0) = eps; S = 1 - 3.* num./den; H(S == 0) = 0; I = (r + g + b)/3; % Combine all three results into an hsi image. hsi = cat(3, H, S, I); %%組成HSI圖片 % figure % imshow(H);title('H空間'); % figure % imshow(S);title('S空間'); % figure % imshow(I);title('I空間');a=0;

LAB空間

??????? LAB空間也是一種以數字化的方式來描述人對色彩的的視覺感覺，與設備無關，自然界中的任何一種顏色都可以在LAB空間中表示出來，當然RGB空間中的任何一種顏色都能在LAB空間中找到對應值。LAB空間中，L表示亮度；a表示紅色綠色軸，正數表示紅色，負端代表綠色；b的正數代表黃色，負數代表藍色。

從RGB到LAB空間的轉換需要通過中間變量XYZ

?????? 設一張圖片的RGB三個通道的值分別為（r,g,b）

?????? 1首先經過一次gamma校正，該函數是用來對圖像進行非線性色調的編輯，用來提高對圖像的對比度。

其中gamma函數定義為：

?

?????? 2計算XYZ

其中M為一個矩陣：

?

????? 3計算LAB

其中

Ohta顏色空間

??????? Ohta顏色空間是1980年Ohta 等人提出的顏色空間，該空間中三個顏色分量，I1，I2，I3，為一組正交的顏色特征集，它們也可由RGB顏色空間轉換得到，三個分量各自互相獨立。

利用該模型也可以對彩色圖像進行分割，可以得到很好的效果（黃色的圖像背景）

福利答謝大家！

感謝您閱讀本篇文章，對此特別發放一個無門檻的現金紅包，打開支付寶掃碼領取，可以領到錢的哦！

總結

以上是生活随笔為你收集整理的颜色空间那些事儿的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。