OpenCV——RGB和HSV顏色空間

RGB顏色空間

在RGB中，一幅圖像有三個獨立的圖像平面或通道組成：紅，綠，藍（以及第四個通道透明度)。

RGB顏色表 資料：網絡  ◇  編制：王踐舜      RGB(255,23,140)是光的三原色，也即紅綠藍Red、Green、Blue,它們的最大值是255，相當於100%。  白色：rgb(255,255,255)  黑色：rgb(0,0,0)  紅色：rgb(255,0,0)  綠色：rgb(0,255,0)  藍色：rgb(0,0,255)  青色：rgb(0,255,255)  紫色：rgb(255,0,255)  調整相關數字，便可以得到深淺不一的各種顏色。
顏色樣式	RGB數值	顏色代碼	顏色樣式	RGB數值	顏色代碼
黑色	0,0,0	#000000	白色	255,255,255	#FFFFFF
象牙黑	88,87,86	#666666	天藍灰	202,235,216	#F0FFFF
冷灰	128,138,135	#808A87	灰色	192,192,192	#CCCCCC
暖灰	128,118,105	#808069	象牙灰	251,255,242	#FAFFF0
石板灰	118,128,105	#E6E6E6	亞麻灰	250,240,230	#FAF0E6
白煙灰	245,245,245	#F5F5F5	杏仁灰	255,235,205	#FFFFCD
蛋殼灰	252,230,202	#FCE6C9	貝殼灰	255,245,238	#FFF5EE
紅色	255,0,0	#FF0000	黃色	255,255,0	#FFFF00
鎘紅	227,23,13	#E3170D	鎘黃	255,153,18	#FF9912
磚紅	156,102,31	#9C661F	香蕉黃	227,207,87	#E3CF57
珊瑚紅	255,127,80	#FF7F50	金黃	255,215,0	#FFD700
番茄紅	255,99,71	#FF6347	肉黃	255,125,64	#FF7D40
粉紅	255,192,203	#FFC0CB	粉黃	255,227,132	#FFE384
印度紅	176,23,31	#B0171F	橘黃	255,128,0	#FF8000
深紅	255,0,255	#FF00FF	蘿卜黃	237,145,33	#ED9121
黑紅	116,0,0	#990033	黑黃	85,102,0	#8B864E
綠色	0,255,0	#00FF00	棕色	128,42,42	#802A2A
青色	0,255,255	#00FFFF	土色	199,97,20	#C76114
黃綠色	127,255,0	#7FFF00	沙棕色	244,164,95	#F4A460
青綠色	64,224,205	#40E0D0	棕褐色	210,180,140	#D2B48C
靛青色	8,46,84	#082E54	玫瑰紅	188,143,143	#BC8F8F
森林綠	34,139,34	#228B22	赫色	160,82,45	#A0522D
草綠色	107,142,35	#6B8E23	肖貢土色	199,97,20	#C76114
藍色	0,0,255	#0000FF	肖貢土色	160,32,240	#A020F0
錳藍	3,168,158	#03A89E	淡紫色	218,112,214	#DA70D6
深藍	25,25,112	#191970	紫羅蘭	138,43,226	#8A2BE2
土耳其藍	0,199,140	#00C78C	胡紫色	153,51,250	#9933FA

灰度圖像與RGB圖像的轉變。
RGB[A]轉換為灰度：Y=0.299*R+0.587*G+0.114*B;

HSV顏色空間

HSV(Hue, Saturation, Value)是根據顏色的直觀特性由A. R. Smith在1978年創建的一種顏色空間, 也稱六角錐體模型(Hexcone Model)。、這個模型中顏色的參數分別是：色調（H），飽和度（S），亮度（V）。

 

色調H：用角度度量，取值范圍為0°～360°，從紅色開始按逆時針方向計算，紅色為0°，綠色為120°,藍色為240°。它們的補色是：黃色為60°，青色為180°,品紅為300°；

飽和度S：取值范圍為0.0～1.0；

亮度V：取值范圍為0.0(黑色)～1.0(白色)。

 

RGB和CMY顏色模型都是面向硬件的，而HSV（Hue Saturation Value）顏色模型是面向用戶的。

HSV模型的三維表示從RGB立方體 演化而來。設想從RGB沿立方體對角線的白色頂點向黑色頂點觀察，就可以看到立方體的六邊形外形。六邊形邊界表示色彩，水平軸表示純度，明度沿垂直軸測量。

 

HSV顏色分量范圍

一般對顏色空間的圖像進行有效處理都是在HSV空間進行的，然后對於基本色中對應的HSV分量需要給定一個嚴格的范圍，下面是通過實驗計算的模糊范圍（准確的范圍在網上都沒有給出）。

H:  0— 180

S:  0— 255

V:  0— 255

此處把部分紅色歸為紫色范圍：

 

HSV六棱錐

H參數表示色彩信息，即所處的光譜顏色的位置。該參數用一角度量來表示，紅、綠、藍分別純度S為一比例值，范圍從0到1，它表示成所選顏色的純度和該顏色最大的純度之間的比率。S=0時，只有灰度。相隔120度。互補色分別相差180度。

V表示色彩的明亮程度，范圍從0到1。有一點要注意：它和光強度之間並沒有直接的聯系。

 

1、RGB轉化到HSV的算法：

max=max (R ,G ,B )

min=min (R ,G ,B )

V=max (R ,G ,B )

S= (max-min )/max

ifR = max ,H = (G-B )/ (max-min )* 60

ifG = max ,H = 120+ (B-R )/ (max-min )* 60

ifB = max ,H = 240 + (R-G )/ (max-min )* 60

ifH < 0 ,H = H+ 360

 

2、HSV轉化到RGB的算法：

if s = 0

R=G=B=V

else

H /= 60;

i = INTEGER(H)

f = H - i

a = V * ( 1 - s )

b = V * ( 1 - s * f )

c = V * ( 1 - s * (1 - f ) )

switch(i)

case 0: R = V; G = c; B = a;

case 1: R = b; G = v; B = a;

case 2: R = a; G = v; B = c;

case 3: R = a; G = b; B = v;

case 4: R = c; G = a; B = v;

case 5: R = v; G = a; B = b;

 

　　HSV對用戶來說是一種直觀的顏色模型。我們可以從一種純色彩開始，即指定色彩角H，並讓V=S=1，然后我們可以通過向其中加入黑色和白色來得到我們需要的顏色。增加黑色可以減小V而S不變，同樣增加白色可以減小S而V不變。例如，要得到深藍色，V=0.4 S=1 H=240度。要得到淡藍色，V=1 S=0.4 H=240度。

　　一般說來，人眼最大能區分128種不同的色彩，130種色飽和度，23種明暗度。如果我們用16Bit表示HSV的話，可以用7位存放H，4位存放S，5位存放V，即745或者655就可以滿足我們的需要了。

　　由於HSV是一種比較直觀的顏色模型，所以在許多圖像編輯工具中應用比較廣泛，如Photoshop（在Photoshop中叫HSB）等等，但這也決定了它不適合使用在光照模型中，許多光線混合運算、光強運算等都無法直接使用HSV來實現。