数字图像处理(四):彩色空间及转换公式

一、RGB空间

这是我们最熟悉的色彩空间。
根据色度学原理,自然界的各种颜色光都可以由红、绿、蓝三种颜色的光按不同比例混合而成。因此将红绿蓝三种颜色成为三基色。
几乎所有的彩色成像设备和彩色显示设备都采用RGB三基色。不仅如此,数字图像文件的常用存储形式也以RGB为主,由RGB三基色为坐标形成的空间称为RGB彩色空间。
由下图可知,青色可由绿色和蓝色合成,洋红可由红色和蓝色合成,黄色可由红色和绿色合成,而青色、洋红和黄色恰好是CMY(Cyan,Magenta,Yellow)三基色。
在RGB彩色空间中,任意彩色光L的配色方程参见下式:
L = r[R] +g[G] + b[B]
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二、CMY彩色空间

CMY彩色空间的形成在上面已有简述,这里详细说一下。
自然界物体颜色光的形成方式将物体划分为两类:发光物体和不发光物体。发光物体成为有源物体,不发光物体成为无源物体。
有源物体颜色由物体发出的光决定,采用RGB颜色空间描述。
有源物体颜色由物体吸收或反射的光决定,采用CMY颜色空间描述,例如油墨和颜料的三基色是CMY而非RGB。

三、HSI彩色空间

HSI:Hue/Saturation/Intensity(色调,饱和度,强度)
采用色调和饱和度来描述颜色,是从人类的色视觉机理出发提出的。
色调(Hue)表示颜色,颜色与彩色光的波长有关,将颜色按红层黄绿青蓝紫顺序排列定义色调值,并用角度值(0-360)来表示。
饱和度(Saturation)表示颜色的纯度,也就是彩色光中掺杂白光的程度,白光越多饱和度越低,白光越少饱和度越高且颜色越纯。饱和度的取值采用百分数,0%表示灰色光or白光,100%表示纯色光
强度(Intensity)表示人眼感受到彩色光颜色的强弱程度,它与彩色
光的能量大小(或彩色光的亮度)有关,因此有时也用亮度来表示
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四、RGB转HSI

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