RGB、YUV和HSV顏色空間模型

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①RGB顏色空間:RGB色彩空間還可以用一個三維的立方體來描述。當三基色分量都爲0(最弱)時混合爲黑色光;當三基色都爲k(最大,值由存儲空間決定)時混合爲白色光。RGB色彩空間採用物理三基色表示,因而物理意義很清楚,適合彩色顯象管工作。然而這一體制並不適應人的視覺特點。因而,產生了其它不同的色彩空間表示法。

 

②在現代彩色電視系統中,通常採用三管彩色攝像機或彩色CCD攝影機進行取像,然後把取得的彩色圖像信號經分色、分別放大校正後得到RGB,再經過矩陣變換電路得到亮度信號Y和兩個色差信號R-Y(即U)、B-Y(即V),最後發送端將亮度和兩個色差總共三個信號分別進行編碼,用同一信道發送出去。這種色彩的表示方法就是所謂的YUV色彩空間表示。採用YUV色彩空間的重要性是它的亮度信號Y和色度信號U、V是分離的。如果只有Y信號分量而沒有U、V信號分量,那麼這樣表示的圖像就是黑白灰度圖像。彩色電視採用YUV空間正是爲了用亮度信號Y解決彩色電視機與黑白電視機的兼容問題,使黑白電視機也能接收彩色電視信號。

YUV主要用於優化彩色視頻信號的傳輸,使其向後相容老式黑白電視。與RGB視頻信號傳輸相比,它最大的優點在於只需佔用極少的頻寬(RGB要求三個獨立的視頻信號同時傳輸)。其中“Y”表示明亮度(Luminance或Luma),也就是灰階值;而“U”和“V” 表示的則是色度(Chrominance或Chroma),作用是描述影像色彩及飽和度,用於指定像素的顏色。“亮度”是透過RGB輸入信號來建立的,方法是將RGB信號的特定部分疊加到一起。“色度”則定義了顏色的兩個方面─色調與飽和度,分別用Cr和Cb來表示。其中,Cr反映了RGB輸入信號紅色部分與RGB信號亮度值之間的差異。而Cb反映的是RGB輸入信號藍色部分與RGB信號亮度值之同的差異。

 

③HSV是一種將RGB色彩空間中的點在倒圓錐體中的表示方法。HSV即色相(Hue)、飽和度(Saturation)、明度(Value),又稱HSB(B即Brightness)。色相是色彩的基本屬性,就是平常說的顏色的名稱,如紅色、黃色等。飽和度(S)是指色彩的純度,越高色彩越純,低則逐漸變灰,取0-100%的數值。明度(V),取0-max(計算機中HSV取值範圍和存儲的長度有關)。

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繫並不直觀。而HSV顏色空間,更類似於人類感覺顏色的方式,封裝了關於顏色的信息:“這是什麼顏色?深淺如何?明暗如何?”

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