玩转图片处理:探索色彩空间的奥秘
RGB颜色空间
RGB彩色模型的主要目的是在电视和计算机等电子系统中对图像进行传感、表示和显示,尽管它也用于传统摄影。在电子时代之前,RGB颜色模型已经有了坚实的理论基础,基于人类对颜色的感知。
RGB是一种依赖于设备的颜色模型:不同的设备检测或再现给定的RGB值的方法不同,因为颜色元素(如荧光粉或染料)及其对单个R、G和B水平的响应因制造商而异,甚至随着时间的推移在同一设备中也是如此。因此,如果没有某种颜色管理,RGB值就不能跨设备定义相同的颜色。
典型的RGB输入设备是彩色电视和摄像机、图像扫描仪和数码相机。典型的RGB输出设备是各种技术的电视机(CRT、LCD、等离子体、OLED、量子点等)。
颜色简介
- 如果各个光强度相同全满,即为白色。
- 如果相等不全满,即为灰色。
- 如果皆为0即为黑色。
- 三种混合可以形成不同色调。
- 再生色如青色、品红、黄色为两种颜色相近创造。
每个分量的零强度表示最暗的颜色(没有光,考虑为黑色),每个分量的全强度表示白色;这种白色的质量取决于主要光源的性质,但如果它们是适当平衡的,结果是一个中性的白色匹配系统的白点。当所有组件的强度都相同时,结果是根据强度呈现灰色、深色或浅色。当强度不同时,结果是一个彩色色调,或多或少饱和,这取决于所使用的原色强度的最强和最弱的差异。
当其中一个成分具有最强的强度时,颜色是接近这个主颜色的色调(红色、绿色或蓝色),当两个成分具有相同的最强强度时,颜色是第二个颜色的色调(青色、品红或黄色的阴影)。第二种颜色是由两种强度相等的原色之和构成的:青色是绿色+蓝色,品红是红色+蓝色,黄色是红色+绿色。每一种副色都是一种原色的补色;当主色和辅色加在一起时,结果是白色:青色与红色互补,品红与绿色互补,黄色与蓝色互补。
选择色调的基本原则:
在这个颜色内只有三角形内的颜色是可见的,在三角形外边的灰色区域是不可见。
彩色空间模型的派生关系
YUV颜色空间
如色调、饱和度、亮度等方式,更适合于人类感知。
考虑了人类感知的范围
是一种颜色编码系统,通常用作彩色图像管道的一部分。它在编码彩色图像或视频时考虑到人的感知,从而降低了色度组件的带宽,因此通常使传输错误或压缩伪影比使用“直接”的rgb表示更有效地被人的感知掩盖。其他颜色编码也有类似的性能,实现或研究Y 'UV性能的主要原因是与符合一定Y 'UV标准的模拟或数字电视或摄影设备进行接口。
YCbCr——Used in video compression
YCbCr 则是在世界数字组织视频标准研制过程中作为ITU - R BT.601 建议的一部分,其实是YUV经过缩放和偏移的翻版。其中Y与YUV 中的Y含义一致,Cb,Cr 同样都指色彩,只是在表示方法上不同而已。YCbCr或Y'CbCr色彩空间通常会用于影片中的影像连续处理,或是数字摄影系统中,其中Y是指亮度(luma)分量(灰阶值),Cb指蓝色色度分量,而Cr指红色色度分量。
医学研究证明,人的肉眼对视频的Y分量更敏感,因此在通过对色度分量进行子采样来减少色度分量后,肉眼将察觉不到的图像质量的变化。如果只有Y信号分量而没有U、V分量,那么这样表示的图像就是黑白灰度图像。彩色电视采用YUV空间正是为了用亮度信号Y解决彩色电视机与黑白电视机的兼容问题,使黑白电视机也能接收彩色电视信号
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