图像颜色空间理解

1. 什么是颜色空间?

计算机系统中表示现实世界各种颜色的色彩模型。常用的颜色空间有RGB,BGR,CMY,YUV,HSI等。不同的色彩空间只是同一物理量的不同表示法。

2. RGB颜色空间

主要用于计算机图形学中,依据人眼识别的颜色创建,图像中每一个像素都具有R,G,B三个颜色分量组成,这三个分量大小均为[0,255]。通常表示某个颜色的时候,写成一个3维向量的形式(110,150,130).


RGB 3通道图像为例子,如果图像所采用的灰度阶为256,也就是8bit图像,一副像素分辨率为MxN的图像的内存空间占用的大小为: MXNX3*1字节.如果是RGBA 4通道的,大小为:MXNX4*1字节 

3. YUV颜色空间

YUV,是一种颜色编码方法。常使用在各个视频处理组件中。 YUV在对照片或视频编码时,考虑到人类的感知能力,允许降低色度的带宽。

YUV是编译true-color颜色空间(color space)的种类,Y'UV, YUV, YCbCr,YPbPr等专有名词都可以称为YUV,彼此有重叠。“Y”表示明亮度(Luminance或Luma),也就是灰阶值,“U”和“V”表示的则是色度(Chrominance或Chroma),作用是描述影像色彩及饱和度,用于指定像素的颜色。

YUVFormats分成两个格式:

紧缩格式(packedformats):将Y、U、V值存储成MacroPixels数组,和RGB的存放方式类似。

平面格式(planarformats):将Y、U、V的三个分量分别存放在不同的矩阵中。

紧缩格式(packedformat)中的YUV是混合在一起的,对于YUV4:4:4格式而言,用紧缩格式很合适的,因此就有了UYVY、YUYV等。平面格式(planarformats)是指每Y分量,U分量和V分量都是以独立的平面组织的,也就是说所有的U分量必须在Y分量后面,而V分量在所有的U分量后面,此一格式适用于采样(subsample)。平面格式(planarformat)有I420(4:2:0)、YV12、IYUV等。

4. CMY颜色空间

简单的说RGB来源于物体发光,而CMY来源于反射光得到的。也就是CMY颜色模型是以红、绿、蓝三色的补色青(Cyan)、品红(Magenta)、黄(Yellow)为原色构成的颜色模型。


5. HIS颜色空间

HSI色彩空间是从人的视觉系统出发,用色调(Hue)、饱和度(Saturation)和亮度 (Brightness)来描述色彩。对于图像色調、饱和度和亮度的调整,可以通过该颜色空间完成。

图像通道,是一个逻辑存在的概念,其实是数字图像中存储不同类型信息的灰度图像。一个图像最多可以有一个或者多个通道,常用的RGB和Lab图像默认有三个通道,CMYK图像有四个通道。

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