OpenCV——RGB和HSV颜色空间

RGB颜色空间

在RGB中，一幅图像有三个独立的图像平面或通道组成：红，绿，蓝（以及第四个通道透明度)。

RGB颜色表 资料：网络  ◇  编制：王践舜 RGB(255,23,140)是光的三原色，也即红绿蓝Red、Green、Blue,它们的最大值是255，相当于100%。 白色：rgb(255,255,255) 黑色：rgb(0,0,0) 红色：rgb(255,0,0) 绿色：rgb(0,255,0) 蓝色：rgb(0,0,255) 青色：rgb(0,255,255) 紫色：rgb(255,0,255) 调整相关数字，便可以得到深浅不一的各种颜色。
颜色样式	RGB数值	颜色代码	颜色样式	RGB数值	颜色代码
黑色	0,0,0	#000000	白色	255,255,255	#FFFFFF
象牙黑	88,87,86	#666666	天蓝灰	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	亚麻灰	250,240,230	#FAF0E6
白烟灰	245,245,245	#F5F5F5	杏仁灰	255,235,205	#FFFFCD
蛋壳灰	252,230,202	#FCE6C9	贝壳灰	255,245,238	#FFF5EE
红色	255,0,0	#FF0000	黄色	255,255,0	#FFFF00
镉红	227,23,13	#E3170D	镉黄	255,153,18	#FF9912
砖红	156,102,31	#9C661F	香蕉黄	227,207,87	#E3CF57
珊瑚红	255,127,80	#FF7F50	金黄	255,215,0	#FFD700
番茄红	255,99,71	#FF6347	肉黄	255,125,64	#FF7D40
粉红	255,192,203	#FFC0CB	粉黄	255,227,132	#FFE384
印度红	176,23,31	#B0171F	橘黄	255,128,0	#FF8000
深红	255,0,255	#FF00FF	萝卜黄	237,145,33	#ED9121
黑红	116,0,0	#990033	黑黄	85,102,0	#8B864E
绿色	0,255,0	#00FF00	棕色	128,42,42	#802A2A
青色	0,255,255	#00FFFF	土色	199,97,20	#C76114
黄绿色	127,255,0	#7FFF00	沙棕色	244,164,95	#F4A460
青绿色	64,224,205	#40E0D0	棕褐色	210,180,140	#D2B48C
靛青色	8,46,84	#082E54	玫瑰红	188,143,143	#BC8F8F
森林绿	34,139,34	#228B22	赫色	160,82,45	#A0522D
草绿色	107,142,35	#6B8E23	肖贡土色	199,97,20	#C76114
蓝色	0,0,255	#0000FF	肖贡土色	160,32,240	#A020F0
锰蓝	3,168,158	#03A89E	淡紫色	218,112,214	#DA70D6
深蓝	25,25,112	#191970	紫罗兰	138,43,226	#8A2BE2
土耳其蓝	0,199,140	#00C78C	胡紫色	153,51,250	#9933FA

灰度图像与RGB图像的转变。
RGB[A]转换为灰度：Y=0.299*R+0.587*G+0.114*B;

HSV颜色空间

HSV(Hue, Saturation, Value)是根据颜色的直观特性由A. R. Smith在1978年创建的一种颜色空间, 也称六角锥体模型(Hexcone Model)。、这个模型中颜色的参数分别是：色调（H），饱和度（S），亮度（V）。

 

色调H：用角度度量，取值范围为0°～360°，从红色开始按逆时针方向计算，红色为0°，绿色为120°,蓝色为240°。它们的补色是：黄色为60°，青色为180°,品红为300°；

饱和度S：取值范围为0.0～1.0；

亮度V：取值范围为0.0(黑色)～1.0(白色)。

 

RGB和CMY颜色模型都是面向硬件的，而HSV（Hue Saturation Value）颜色模型是面向用户的。

HSV模型的三维表示从RGB立方体演化而来。设想从RGB沿立方体对角线的白色顶点向黑色顶点观察，就可以看到立方体的六边形外形。六边形边界表示色彩，水平轴表示纯度，明度沿垂直轴测量。

 

HSV颜色分量范围

一般对颜色空间的图像进行有效处理都是在HSV空间进行的，然后对于基本色中对应的HSV分量需要给定一个严格的范围，下面是通过实验计算的模糊范围（准确的范围在网上都没有给出）。

H:  0— 180

S:  0— 255

V:  0— 255

此处把部分红色归为紫色范围：

HSV六棱锥

H参数表示色彩信息，即所处的光谱颜色的位置。该参数用一角度量来表示，红、绿、蓝分别纯度S为一比例值，范围从0到1，它表示成所选颜色的纯度和该颜色最大的纯度之间的比率。S=0时，只有灰度。相隔120度。互补色分别相差180度。

V表示色彩的明亮程度，范围从0到1。有一点要注意：它和光强度之间并没有直接的联系。

 

1、RGB转化到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转化到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对用户来说是一种直观的颜色模型。我们可以从一种纯色彩开始，即指定色彩角H，并让V=S=1，然后我们可以通过向其中加入黑色和白色来得到我们需要的颜色。增加黑色可以减小V而S不变，同样增加白色可以减小S而V不变。例如，要得到深蓝色，V=0.4
S=1 H=240度。要得到淡蓝色，V=1 S=0.4 H=240度。

　　一般说来，人眼最大能区分128种不同的色彩，130种色饱和度，23种明暗度。如果我们用16Bit表示HSV的话，可以用7位存放H，4位存放S，5位存放V，即745或者655就可以满足我们的需要了。

　　由于HSV是一种比较直观的颜色模型，所以在许多图像编辑工具中应用比较广泛，如Photoshop（在Photoshop中叫HSB）等等，但这也决定了它不适合使用在光照模型中，许多光线混合运算、光强运算等都无法直接使用HSV来实现。