簡介
圖像彩色空間互轉在圖像處理中應用非常廣泛，而且很多算法只對灰度圖有效；另外，相比RGB，其他顏色空間(比如HSV、HSI)更具可分離性和可操作性，所以很多圖像算法需要將圖像從RGB轉爲其他顏色空間，所以圖像彩色互轉是十分重要和關鍵的。
學習目標
- 瞭解相關顏色空間的基礎知識
- 理解彩色空間互轉的理論
- 掌握OpenCV框架下顏色空間互轉API的使用
內容
- 相關顏色空間的原理介紹
- 顏色空間互轉理論的介紹
- OpenCV代碼實踐
算法理論介紹與資料推薦
RGB與灰度圖互轉
RGB（紅綠藍）是依據人眼識別的顏色定義出的空間，可表示大部分顏色。但在科學研究一般不採用RGB顏色空間，因爲它的細節難以進行數字化的調整。它將色調，亮度，飽和度三個量放在一起表示，很難分開。它是最通用的面向硬件的彩色模型。該模型用於彩色監視器和一大類彩色視頻攝像。
RGB顏色空間 基於顏色的加法混色原理，從黑色不斷疊加Red，Green，Blue的顏色，最終可以得到白色，如圖：
將R、G、B三個通道作爲笛卡爾座標系中的X、Y、Z軸，就得到了一種對於顏色的空間描述，如圖：
對於彩色圖轉灰度圖，有一個很著名的心理學公式：
Gray = R * 0.299 + G * 0.587 + B * 0.114
RGB與HSV互轉
HSV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)。HSV顏色空間可以用一個圓錐空間模型來描述。圓錐的頂點處，V=0，H和S無定義，代表黑色。圓錐的頂面中心處V=max，S=0，H無定義，代表白色。
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：“是什麼顏色？深淺如何？明暗如何？
HSV模型
這個模型就是按色彩、深淺、明暗來描述的。
- H是色彩
- S是深淺， S = 0時，只有灰度
- V是明暗，表示色彩的明亮程度，但與光強無直接聯繫。
應用：可以用於偏光矯正、去除陰影、圖像分割等
1.RGB2HSV
或
2.HSV2RGB
基於OpenCV的實現
rgb圖像轉爲灰度圖
import cv2
import numpy as np
img = cv2.imread('nezha.jpg')
#獲取圖片的寬和高
width,height = img.shape[:2][::-1]
#縮小圖片
img_resize = cv2.resize(img,(int(width*0.5),int(height*0.5)),interpolation=cv2.INTER_CUBIC)
cv2.imshow("img",img_resize)
print("img_reisze shape:{}".format(np.shape(img_resize)))
#將圖片轉爲灰度圖
img_gray = cv2.cvtColor(img_resize,cv2.COLOR_RGB2GRAY)
cv2.imshow("img_gray",img_gray)
print("img_gray shape:{}".format(np.shape(img_gray)))
cv2.waitKey()
原圖
灰度圖
rgb圖像轉爲hsv
imghsv = cv2.cvtColor(img_resize, cv2.COLOR_RGB2HSV)
cv2.imshow("img_hsv",imghsv)
print("img_hsv shape:{}".format(np.shape(imghsv)))
cv2.waitKey()
hsv圖像轉爲rgb
imgrgb = cv2.cvtColor(imghsv, cv2.COLOR_HSV2RGB)
cv2.imshow("img_rgb",imgrgb)
print("img_rgb shape:{}".format(np.shape(imgrgb)))
cv2.waitKey()
相關文檔
- opencv文檔
- 博客
- https://blog.csdn.net/weixin_40647819/article/details/92596879
- https://blog.csdn.net/weixin_40647819/article/details/92660320
- https://blog.csdn.net/sinat_29957455/article/details/84845016
- opencv python 中文教程