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數字影象處理(四):彩色空間及轉換公式

一、RGB空間

這是我們最熟悉的色彩空間。
根據色度學原理,自然界的各種顏色光都可以由紅、綠、藍三種顏色的光按不同比例混合而成。因此將紅綠藍三種顏色成為三基色。
幾乎所有的彩色成像裝置和彩色顯示裝置都採用RGB三基色。不僅如此,數字影象檔案的常用儲存形式也以RGB為主,由RGB三基色為座標形成的空間稱為RGB彩色空間。
由下圖可知,青色可由綠色和藍色合成,洋紅可由紅色和藍色合成,黃色可由紅色和綠色合成,而青色、洋紅和黃色恰好是CMY(Cyan,Magenta,Yellow)三基色。
在RGB彩色空間中,任意彩色光L的配色方程參見下式:
L = r[R] +g[G] + b[B]
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二、CMY彩色空間

CMY彩色空間的形成在上面已有簡述,這裡詳細說一下。
自然界物體顏色光的形成方式將物體劃分為兩類:發光物體和不發光物體。發光物體成為有源物體,不發光物體成為無源物體。
有源物體顏色由物體發出的光決定,採用RGB顏色空間描述。
有源物體顏色由物體吸收或反射的光決定,採用CMY顏色空間描述,例如油墨和顏料的三基色是CMY而非RGB。

三、HSI彩色空間

HSI:Hue/Saturation/Intensity(色調,飽和度,強度)
採用色調和飽和度來描述顏色,是從人類的色視覺機理出發提出的。
色調(Hue)表示顏色,顏色與彩色光的波長有關,將顏色按紅層黃綠青藍紫順序排列定義色調值,並用角度值(0-360)來表示。
飽和度(Saturation)表示顏色的純度,也就是彩色光中摻雜白光的程度,白光越多飽和度越低,白光越少飽和度越高且顏色越純。飽和度的取值採用百分數,0%表示灰色光or白光,100%表示純色光
強度(Intensity)表示人眼感受到彩色光顏色的強弱程度,它與彩色
光的能量大小(或彩色光的亮度)有關,因此有時也用亮度來表示
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四、RGB轉HSI

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