色彩空间与色彩模型 RGB/CMYK/YCbCr/HSB/HSI/HSV

时间:2024-04-06 18:43:05

色彩空间与色彩模型都是一种用数值表示颜色的数学模型。

其中色彩空间侧重于色彩的标识,色彩模型侧重色彩的生成,但没有任何一种模型可以解释所有的色彩问题。


从面对对象主要分为两大类模型:面对硬件设备的色彩模型和面对视觉感知的色彩模型。

面向硬件设备的色彩模型有:RGB   CMYK  YCbCr 3种模型。

面向视觉感知的色彩模型有:HSI    HSB    HSV  3种模型。

色彩空间与色彩模型 RGB/CMYK/YCbCr/HSB/HSI/HSV

1.RGB模型

常用于电视、摄像机和彩色扫描仪等显示器的色彩模型。缺点是色彩空间不够均匀,不够直观,不符合人的认知心理,即颜色间的认知差异不能用空间上两点的距离来表示。

色彩空间与色彩模型 RGB/CMYK/YCbCr/HSB/HSI/HSV

2.CMYK模型

主要是在彩色打印中用到的色彩模型。青(cyan)、品红(magenta)、黄(yellow)和黑(black),其中为避免与蓝色混淆,黑色用K表示。

3.YCbCr模型

常用于肤色检测和影像连续处理的色彩模型。Y为颜色的亮度(luma)成分,而CB和CR则为蓝色和红色的浓度偏移量成份。主要的子采样格式有 YCbCr 4:2:0、YCbCr 4:2:2 和 YCbCr 4:4:4。

4.HSI模型

以色调(hue)、饱和度(saturation)和亮度(intensity)三种基本特征量来感知颜色。HSI模型的建立基于两个重要的事实:第一,分量与图像的彩色信息无关;第二,H和S分量与人感受颜色的方式是紧密相联的。这些特点使得HSI模型非常适合彩色特性检测与分析。
色调H(Hue):与光波的波长有关,它表示人的感官对不同颜色的感受,如红色、绿色、蓝色等,它也可表示一定范围的颜色,如暖色、冷色等。H的值对应指向该点的矢量与R轴的夹角。
饱和度S(Saturation):表示颜色的纯度,纯光谱色是完全饱和的,加入白光会稀释饱和度。饱和度越大,颜色看起来就会越鲜艳,反之亦然。三角形中心的饱和度最小,越靠外饱和度越大。

亮度I(Intensity):对应成像亮度和图像灰度,是颜色的明亮程度。模型中间截面向上变白(亮);向下变黑(暗)。

色彩空间与色彩模型 RGB/CMYK/YCbCr/HSB/HSI/HSV

5.HSB模型

在HSB模式中,H(hues)表示色相,S(saturation)表示饱和度,B(brightness)表示亮度HSB模式对应的媒介是人眼。HSB模式中S和B呈现的数值越高,饱和度明度越高,页面色彩强烈艳丽,对视觉刺激是迅速的,醒目的效果,但不益于长时间的观看。

色彩空间与色彩模型 RGB/CMYK/YCbCr/HSB/HSI/HSV

6.HSV模型

HSV模型的三维表示从RGB立方体演化而来。设想从RGB沿立方体对角线的白色顶点向黑色顶点观察,就可以看到立方体的六边形外形。六边形边界表示色彩,水平轴表示纯度,明度沿垂直轴测量。
H表示色彩信息,即所处的光谱颜色的位置。角度量来表示,红、绿、蓝分别相隔120度。互补色分别相差180度。
S表示为纯度,为比例值,范围从0到1,它表示成所选颜色的纯度和该颜色最大的纯度之间的比率。S=0时,只有灰度。

V表示色彩的明亮程度,范围从0到1。有一点要注意:它和光强度之间并没有直接的联系。

色彩空间与色彩模型 RGB/CMYK/YCbCr/HSB/HSI/HSV



RGB转换YCbCr公式: 

Y=0.299R+0.587G+0.114B,Cb=0.564(B-Y),Cr=0.713(R-Y)

YCbCr转换RGB公式:

R=Y+1.402Cr,G=Y-0.344Cb-0.714Cr,B=Y+1.772Cb

RGB转换为HSI公式:

色彩空间与色彩模型 RGB/CMYK/YCbCr/HSB/HSI/HSV

RGB转换为HSV公式:

色彩空间与色彩模型 RGB/CMYK/YCbCr/HSB/HSI/HSV


参考资料:https://blog.csdn.net/u012507022/article/details/51523385

RGB转换YCbCr公式: Y=0.299R+0.587G+0.114B,Cb=0.564(B-Y),Cr=0.713(R-Y)

YCbCr转换RGB公式:R=Y+1.402Cr,G=Y-0.344Cb-0.714Cr,B=Y+1.772Cb