顏色通常用三個(gè)獨(dú)立的屬性來描述,三個(gè)獨(dú)立變量綜合作用花履,自然就構(gòu)成一個(gè)空間坐標(biāo)坡慌,這就是顏色空間黔酥。但被描述的顏色對(duì)象本身是客觀的,不同顏色空間只是從不同的角度去衡量同一個(gè)對(duì)象。顏色空間按照基本機(jī)構(gòu)可以分為兩大類:基色顏色空間和色跪者、亮分離顏色空間棵帽。前者典型的是RGB,后者包括YUV和HSV等等渣玲。
RGB顏色空間
1逗概、計(jì)算機(jī)色彩顯示器和彩色電視機(jī)顯示色彩的原理一樣,都是采用R忘衍、G逾苫、B相加混色的原理,通過發(fā)射出三種不同強(qiáng)度的電子束枚钓,使屏幕內(nèi)側(cè)覆蓋的紅铅搓、綠、藍(lán)磷光材料發(fā)光而產(chǎn)生色彩搀捷。這種色彩的表示方法稱為RGB色彩空間表示星掰。
2、在RGB顏色空間中嫩舟,任意色光F都可以用R氢烘、G、B三色不同分量的相加混合而成:F=r[R]+r[G]+r[B]家厌。RGB色彩空間還可以用一個(gè)三維的立方體來描述播玖。當(dāng)三基色分量都為0(最弱)時(shí)混合為黑色光;當(dāng)三基色都為k(最大饭于,值由存儲(chǔ)空間決定)時(shí)混合為白色光黎棠。
3、RGB色彩空間根據(jù)每個(gè)分量在計(jì)算機(jī)中占用的存儲(chǔ)字節(jié)數(shù)分為如下幾種類型:
(1)RGB555
RGB555是一種16位的RGB格式镰绎,各分量都用5位表示脓斩,剩下的一位不用。
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XRRRRRGGGGGBBBBB
(2)RGB565
RGB565也是一種16位的RGB格式畴栖,但是R占用5位随静,G占用6位,B占用5位吗讶。
(3)RGB24
RGB24是一種24位的RGB格式燎猛,各分量占用8位,取值范圍為0-255照皆。
(4)RGB32
RGB24是一種32位的RGB格式重绷,各分量占用8位,剩下的8位作Alpha通道或者不用膜毁。
4昭卓、RGB色彩空間采用物理三基色表示愤钾,因而物理意義很清楚,適合彩色顯象管工作候醒。然而這一體制并不適應(yīng)人的視覺特點(diǎn)能颁。因而,產(chǎn)生了其它不同的色彩空間表示法倒淫。
YUV顏色空間
1伙菊、YUV(亦稱YCrCb)是被歐洲電視系統(tǒng)所采用的一種顏色編碼方法。在現(xiàn)代彩色電視系統(tǒng)中敌土,通常采用三管彩色攝像機(jī)或彩色CCD攝影機(jī)進(jìn)行取像镜硕,然后把取得的彩色圖像信號(hào)經(jīng)分色、分別放大校正后得到RGB返干,再經(jīng)過矩陣變換電路得到亮度信號(hào)Y和兩個(gè)色差信號(hào)R-Y(即U)兴枯、B-Y(即V),最后發(fā)送端將亮度和兩個(gè)色差總共三個(gè)信號(hào)分別進(jìn)行編碼犬金,用同一信道發(fā)送出去。這種色彩的表示方法就是所謂的YUV色彩空間表示六剥。采用YUV色彩空間的重要性是它的亮度信號(hào)Y和色度信號(hào)U晚顷、V是分離的。如果只有Y信號(hào)分量而沒有U疗疟、V信號(hào)分量该默,那么這樣表示的圖像就是黑白灰度圖像。彩色電視采用YUV空間正是為了用亮度信號(hào)Y解決彩色電視機(jī)與黑白電視機(jī)的兼容問題策彤,使黑白電視機(jī)也能接收彩色電視信號(hào)栓袖。
2、YUV主要用于優(yōu)化彩色視頻信號(hào)的傳輸店诗,使其向后相容老式黑白電視裹刮。與RGB視頻信號(hào)傳輸相比,它最大的優(yōu)點(diǎn)在于只需占用極少的頻寬(RGB要求三個(gè)獨(dú)立的視頻信號(hào)同時(shí)傳輸)庞瘸。其中“Y”表示明亮度(Luminance或Luma)捧弃,也就是灰階值;而“U”和“V” 表示的則是色度(Chrominance或Chroma)擦囊,作用是描述影像色彩及飽和度违霞,用于指定像素的顏色∷渤。“亮度”是透過RGB輸入信號(hào)來建立的买鸽,方法是將RGB信號(hào)的特定部分疊加到一起」岜唬“色度”則定義了顏色的兩個(gè)方面─色調(diào)與飽和度眼五,分別用Cr和Cb來表示妆艘。其中,Cr反映了RGB輸入信號(hào)紅色部分與RGB信號(hào)亮度值之間的差異弹砚。而Cb反映的是RGB輸入信號(hào)藍(lán)色部分與RGB信號(hào)亮度值之同的差異双仍。
3、YUV和RGB互相轉(zhuǎn)換的公式如下(RGB取值范圍均為0-255)︰
Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B
U = -0.147R - 0.289G + 0.436B
V = 0.615R - 0.515G - 0.100B
R = Y + 1.14V
G = Y - 0.39U - 0.58V
B = Y + 2.03U
HSV顏色空間
1桌吃、HSV是一種將RGB色彩空間中的點(diǎn)在倒圓錐體中的表示方法朱沃。HSV即色相(Hue)、飽和度(Saturation)茅诱、明度(Value)逗物,又稱HSB(B即Brightness)。色相是色彩的基本屬性瑟俭,就是平常說的顏色的名稱翎卓,如紅色、黃色等摆寄。飽和度(S)是指色彩的純度失暴,越高色彩越純,低則逐漸變灰微饥,取0-100%的數(shù)值逗扒。明度(V),取0-max(計(jì)算機(jī)中HSV取值范圍和存儲(chǔ)的長(zhǎng)度有關(guān))欠橘。HSV顏色空間可以用一個(gè)圓錐空間模型來描述矩肩。圓錐的頂點(diǎn)處,V=0肃续,H和S無定義黍檩,代表黑色。圓錐的頂面中心處V=max始锚,S=0刽酱,H無定義,代表白色瞧捌。
2肛跌、RGB顏色空間中,三種顏色分量的取值與所生成的顏色之間的聯(lián)系并不直觀察郁。而HSV顏色空間衍慎,更類似于人類感覺顏色的方式,封裝了關(guān)于顏色的信息:“這是什么顏色皮钠?深淺如何稳捆?明暗如何?”
3麦轰、RGB和HSV轉(zhuǎn)換
(1)從RGB到HSV
設(shè)max等于r乔夯、g和b中的最大者砖织,min為最小者。對(duì)應(yīng)的HSV空間中的(h,s,v)值為:
h在0到360°之間末荐,s在0到100%之間侧纯,v在0到max之間。
(2)從HSV到RGB