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影象處理--RGB與HSI顏色模型的轉換方法介紹

最近學習一篇劉華波寫的文章《RGB 與HSI 顏色模型的轉換方法對比研究》在這裡記錄下學習筆記

RGB顏色空間

經過詳細的實驗結果驗證,人眼中的600~700萬個錐狀細胞可分為3個主要的感知類別,分別對應於紅色,綠色,藍色。大約65%

錐狀細胞對紅光敏感,33%對綠光敏感,只有2%對藍光敏感(但是藍色錐狀細胞對藍光更敏感)

  下圖顯示了人眼中的紅色,綠色和藍色錐狀細胞吸收光的平均實驗曲線。由於人眼的這些吸收特性,所看到的彩色是所謂的原色紅

(R)、綠(G)、藍(B)的各種組合。


RGB顏色空間,採用了笛卡爾座標系,如下圖所示:

HIS顏色空間

HIS模型反應了人的視覺系統觀察彩色的方式,使用非常接近於人對彩色感知的方式來定義彩色。對於影象處理來說,這種模型的優

勢在於將顏色資訊和灰度資訊分開了。色調(Hue)分量是描述一種純色的顏色屬性(如紅色,綠色,黃色),飽和度(Saturation)分量是一

種純色被白光稀釋的程度的度量,也可以理解為顏色的濃淡程度(如深紅色,淡綠色),亮度(Instensity)分量描述顏色的亮暗程度。這個

模型的建立基於以下兩個重要事實:

       I分量與影象的色彩資訊無關;

         HS分量與人感受顏色的方式緊密相連。

HIS顏色空間,如下圖所示:



正因為在HIS彩色空間中亮度和色度是互相分離的,所以在彩色影象分割應用中具有較大優勢。但是目前很少有硬體裝置支援這種彩

色模型,因此需要從其他顏色空間進行轉換。

以下是幾種常用的RGB-HSI轉換公式:

以下是對這幾種轉換方式的對比