顏色空間的幾種類型

常(chang)見(jian)的(de)顏(yan)色(se)(se)空間(jian)(jian)(jian)有哪些(xie)(xie)？為了規(gui)范顏(yan)色(se)(se)數字表達上的(de)標準，就(jiu)(jiu)需要使用專業的(de)色(se)(se)彩模(mo)型。這些(xie)(xie)通過(guo)數字形象化表示(shi)顏(yan)色(se)(se)的(de)方法(fa)就(jiu)(jiu)叫做顏(yan)色(se)(se)空間(jian)(jian)(jian)。本文(wen)就(jiu)(jiu)簡單的(de)介紹一(yi)下常(chang)見(jian)的(de)幾種類(lei)型顏(yan)色(se)(se)空間(jian)(jian)(jian)的(de)特點(dian)！

顏色空間的(de)幾種類型：

顏(yan)(yan)色(se)空(kong)(kong)間通常會使用(yong)三個獨(du)(du)立的(de)色(se)彩屬性來(lai)描述，這三個獨(du)(du)立的(de)變量(liang)(liang)綜合起來(lai)，就可(ke)以(yi)構成一個完整的(de)空(kong)(kong)間坐標。顏(yan)(yan)色(se)可(ke)以(yi)由不(bu)(bu)(bu)同的(de)角(jiao)度，用(yong)三個不(bu)(bu)(bu)同屬性加以(yi)描述，就產生了(le)不(bu)(bu)(bu)同的(de)顏(yan)(yan)色(se)空(kong)(kong)間。比如常用(yong)的(de)RGB、LAB、HSI（HSB）、YUV、CMY等等。但是一個顏(yan)(yan)色(se)屬性本身是客觀的(de)，不(bu)(bu)(bu)同的(de)顏(yan)(yan)色(se)空(kong)(kong)間只是從(cong)不(bu)(bu)(bu)同的(de)角(jiao)度去衡量(liang)(liang)他(ta)，所(suo)以(yi)不(bu)(bu)(bu)同的(de)顏(yan)(yan)色(se)空(kong)(kong)間理論上應(ying)該是可(ke)以(yi)相互轉(zhuan)換的(de)。

顏(yan)色空(kong)間有(you)設備(bei)有(you)關(guan)和設備(bei)無關(guan)之分(fen)。

設備有(you)關(guan)的(de)顏(yan)色(se)空(kong)(kong)間是(shi)指(zhi)顏(yan)色(se)空(kong)(kong)間指(zhi)定生成(cheng)的(de)顏(yan)色(se)與生成(cheng)顏(yan)色(se)的(de)設備有(you)關(guan)。例如RGB顏(yan)色(se)空(kong)(kong)間是(shi)與顯示系統相(xiang)關(guan)的(de)顏(yan)色(se)空(kong)(kong)間，計(ji)算(suan)機顯示器(qi)使用RGB來(lai)顯示顏(yan)色(se)，用像(xiang)素值（例如，R=250，G=123，B=23）生成(cheng)的(de)顏(yan)色(se)將隨顯示器(qi)的(de)亮度和對比度的(de)改變而改變。

設備(bei)無關的(de)(de)(de)顏(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)色(se)(se)空間(jian)是(shi)指(zhi)(zhi)顏(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)色(se)(se)空間(jian)指(zhi)(zhi)定(ding)生成的(de)(de)(de)顏(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)色(se)(se)與生成顏(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)色(se)(se)的(de)(de)(de)設備(bei)無關，例如，CIE L*a*b*顏(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)色(se)(se)空間(jian)就是(shi)設備(bei)無關的(de)(de)(de)顏(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)色(se)(se)空間(jian)，它建筑在(zai)HSV顏(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)色(se)(se)空間(jian)的(de)(de)(de)基礎(chu)上(shang)，用該空間(jian)指(zhi)(zhi)定(ding)的(de)(de)(de)顏(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)色(se)(se)無論(lun)在(zai)什(shen)么設備(bei)上(shang)生成的(de)(de)(de)顏(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)色(se)(se)都相同。

常見的顏色空(kong)間特點：

1、RGB顏色(se)空間

計算機(ji)色(se)(se)彩(cai)顯示器和彩(cai)色(se)(se)電(dian)視機(ji)顯示色(se)(se)彩(cai)的原理(li)一樣，都是采用R、G、B相加混(hun)色(se)(se)的原理(li)，通過發射出三種不(bu)同強度的電(dian)子束(shu)，使屏幕內側覆(fu)蓋的紅、綠、藍磷光材(cai)料(liao)發光而(er)產生色(se)(se)彩(cai)。這種色(se)(se)彩(cai)的表示方法稱為RGB色(se)(se)彩(cai)空間表示。

在RGB顏色(se)(se)空間中，任意色(se)(se)光F都可以用R、G、B三(san)色(se)(se)不(bu)同(tong)分量的相加(jia)混合(he)(he)(he)而成：F=r[R]+r[G]+r[B]。RGB色(se)(se)彩空間還(huan)可以用一個三(san)維的立(li)方(fang)體來(lai)描(miao)述。當(dang)(dang)三(san)基(ji)色(se)(se)分量都為(wei)0(最弱)時(shi)混合(he)(he)(he)為(wei)黑色(se)(se)光；當(dang)(dang)三(san)基(ji)色(se)(se)都為(wei)k(最大，值由存儲空間決定)時(shi)混合(he)(he)(he)為(wei)白色(se)(se)光。

2、YUV顏色空間

YUV(亦稱YCrCb)是被(bei)歐洲(zhou)電(dian)視(shi)系統所采(cai)用(yong)(yong)(yong)的(de)一種顏(yan)色(se)(se)(se)編碼(ma)方法。在現代彩(cai)(cai)色(se)(se)(se)電(dian)視(shi)系統中，通常采(cai)用(yong)(yong)(yong)三管彩(cai)(cai)色(se)(se)(se)攝(she)像(xiang)機(ji)(ji)或彩(cai)(cai)色(se)(se)(se)CCD攝(she)影(ying)機(ji)(ji)進行取像(xiang)，然后(hou)把取得的(de)彩(cai)(cai)色(se)(se)(se)圖(tu)像(xiang)信號(hao)經分色(se)(se)(se)、分別放大(da)校(xiao)正(zheng)后(hou)得到RGB，再經過矩陣變換電(dian)路(lu)得到亮度信號(hao)Y和兩(liang)個(ge)色(se)(se)(se)差信號(hao)R-Y(即U)、B-Y(即V)，最后(hou)發送端將亮度和兩(liang)個(ge)色(se)(se)(se)差總(zong)共三個(ge)信號(hao)分別進行編碼(ma)，用(yong)(yong)(yong)同(tong)一信道發送出去。這(zhe)(zhe)種色(se)(se)(se)彩(cai)(cai)的(de)表(biao)示方法就是所謂的(de)YUV色(se)(se)(se)彩(cai)(cai)空(kong)間表(biao)示。采(cai)用(yong)(yong)(yong)YUV色(se)(se)(se)彩(cai)(cai)空(kong)間的(de)重要性是它的(de)亮度信號(hao)Y和色(se)(se)(se)度信號(hao)U、V是分離的(de)。如果只(zhi)有(you)Y信號(hao)分量而沒有(you)U、V信號(hao)分量，那(nei)么這(zhe)(zhe)樣表(biao)示的(de)圖(tu)像(xiang)就是黑白(bai)灰(hui)度圖(tu)像(xiang)。彩(cai)(cai)色(se)(se)(se)電(dian)視(shi)采(cai)用(yong)(yong)(yong)YUV空(kong)間正(zheng)是為了用(yong)(yong)(yong)亮度信號(hao)Y解決彩(cai)(cai)色(se)(se)(se)電(dian)視(shi)機(ji)(ji)與(yu)黑白(bai)電(dian)視(shi)機(ji)(ji)的(de)兼(jian)容(rong)問題，使黑白(bai)電(dian)視(shi)機(ji)(ji)也能(neng)接收彩(cai)(cai)色(se)(se)(se)電(dian)視(shi)信號(hao)。

YUV主要(yao)用于優化彩色(se)視頻(pin)信(xin)(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)傳輸(shu)，使其向(xiang)后相容老式黑(hei)白(bai)電(dian)視。與(yu)(yu)RGB視頻(pin)信(xin)(xin)號(hao)(hao)傳輸(shu)相比，它最大的(de)(de)優點在于只需占(zhan)用極少的(de)(de)頻(pin)寬(kuan)（RGB要(yao)求(qiu)三個獨(du)立的(de)(de)視頻(pin)信(xin)(xin)號(hao)(hao)同時傳輸(shu)）。其中(zhong)“Y”表(biao)(biao)示(shi)明亮(liang)(liang)度(du)（Luminance或Luma），也就(jiu)是灰階值(zhi)；而“U”和(he)“V” 表(biao)(biao)示(shi)的(de)(de)則是色(se)度(du)（Chrominance或Chroma），作(zuo)用是描述影(ying)像色(se)彩及(ji)飽(bao)和(he)度(du)，用于指定(ding)像素的(de)(de)顏色(se)。“亮(liang)(liang)度(du)”是透(tou)過RGB輸(shu)入信(xin)(xin)號(hao)(hao)來(lai)建立的(de)(de)，方法是將(jiang)RGB信(xin)(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)特(te)定(ding)部分疊(die)加到一起。“色(se)度(du)”則定(ding)義了(le)(le)顏色(se)的(de)(de)兩個方面─色(se)調與(yu)(yu)飽(bao)和(he)度(du)，分別用Cr和(he)Cb來(lai)表(biao)(biao)示(shi)。其中(zhong)，Cr反(fan)映了(le)(le)RGB輸(shu)入信(xin)(xin)號(hao)(hao)紅色(se)部分與(yu)(yu)RGB信(xin)(xin)號(hao)(hao)亮(liang)(liang)度(du)值(zhi)之(zhi)間(jian)的(de)(de)差(cha)異(yi)。而Cb反(fan)映的(de)(de)是RGB輸(shu)入信(xin)(xin)號(hao)(hao)藍(lan)色(se)部分與(yu)(yu)RGB信(xin)(xin)號(hao)(hao)亮(liang)(liang)度(du)值(zhi)之(zhi)同的(de)(de)差(cha)異(yi)。

3、HSV顏色空間

HSV是一(yi)種將RGB色(se)(se)彩(cai)(cai)空(kong)間中(zhong)(zhong)的(de)點(dian)在倒(dao)圓錐(zhui)體中(zhong)(zhong)的(de)表(biao)示方法(fa)。HSV即色(se)(se)相(Hue)、飽和(he)(he)度(Saturation)、明度(Value)，又稱(cheng)HSB(B即Brightness)。色(se)(se)相是色(se)(se)彩(cai)(cai)的(de)基本屬性，就是平(ping)常說(shuo)的(de)顏(yan)色(se)(se)的(de)名稱(cheng)，如紅(hong)色(se)(se)、黃色(se)(se)等。飽和(he)(he)度（S）是指色(se)(se)彩(cai)(cai)的(de)純(chun)度，越高色(se)(se)彩(cai)(cai)越純(chun)，低則逐漸變灰，取(qu)0-100%的(de)數值(zhi)。明度（V），取(qu)0-max(計算機(ji)中(zhong)(zhong)HSV取(qu)值(zhi)范(fan)圍和(he)(he)存儲(chu)的(de)長度有(you)關)。HSV顏(yan)色(se)(se)空(kong)間可以用(yong)一(yi)個圓錐(zhui)空(kong)間模型來描(miao)述。圓錐(zhui)的(de)頂點(dian)處(chu)，V=0，H和(he)(he)S無定(ding)義，代(dai)表(biao)黑(hei)色(se)(se)。圓錐(zhui)的(de)頂面中(zhong)(zhong)心處(chu)V=max，S=0，H無定(ding)義，代(dai)表(biao)白色(se)(se)。

4、LAB顏色空(kong)間

Lab顏(yan)色空間(jian)是(shi)顏(yan)色-對立(li)空間(jian)，帶有維(wei)度L表(biao)(biao)示亮度，a和b表(biao)(biao)示顏(yan)色對立(li)維(wei)度，基于了非線性壓縮的CIE XYZ色彩空間(jian)坐標。

不(bu)(bu)像RGB和CMYK色彩空間，Lab顏色被(bei)設計(ji)來(lai)接近人(ren)類(lei)視(shi)覺(jue)。它致力于感知均勻性，它的L分量密(mi)切匹(pi)配人(ren)類(lei)亮(liang)(liang)度感知。因此可(ke)以被(bei)用(yong)來(lai)通過修改a和b分量的輸(shu)出色階來(lai)做(zuo)精確的顏色平(ping)衡，或使用(yong)L分量來(lai)調整亮(liang)(liang)度對比。這(zhe)些變換在RGB或CMYK中(zhong)是困難(nan)或不(bu)(bu)可(ke)能的——它們(men)建模于物理設備的輸(shu)出，而不(bu)(bu)是人(ren)類(lei)的視(shi)覺(jue)感知。

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