顏色量化中比較常用的幾個(gè)顏色空間介紹

顏色空間也稱顏色模型，其用途是在某些標(biāo)準(zhǔn)下用通常可以接受的方式對顏色進(jìn)行定量的描述，使顏色的評價(jià)具有可依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)。本文對顏色量化中比較常用的幾個(gè)顏色空間做了介紹，對顏色空間知識感興趣的朋友可以了解一下！

RGB顏色空間：

在RGB顏色模型中，每種顏色出現(xiàn)在紅、綠、藍(lán)的原色光譜分量中，這個(gè)模型是基于笛卡兒坐標(biāo)系統(tǒng)的，考慮的彩色子空間是下圖所示的立方體。R、G、B位于3個(gè)角上，黑色在原點(diǎn)處，白色位于離原點(diǎn)最遠(yuǎn)的角上。在該模型中，灰度等級沿著這二點(diǎn)的連線分布，不同的顏色位于立方體上或其內(nèi)部，并可用從原點(diǎn)分布的向量來定義。如果把所有的顏色值都?xì)w一化，則下圖所示的彩色立方體就是一個(gè)單位立方體，即所有的R、G、B的值都在[0，1]范圍內(nèi)取值。

RGB顏色模型的主要缺點(diǎn)是不直觀，從RGB值中很難知道該值所表示的認(rèn)知屬性；另外，RGB顏色模型也是最不均勻的顏色模型之一，2個(gè)顏色之間的知覺差異不能表示為該顏色空間中2個(gè)色點(diǎn)之間的距離。

XYZ顏色空間：

1931年CIE在RGB系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，改用3個(gè)設(shè)想的原色（X）、（Y）、（Z）建立了一個(gè)新的色度圖一CIE1931色度圖，并將匹配等能光譜各種顏色的三原色數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化，定名為“CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值”。這一系統(tǒng)叫做“CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)系統(tǒng)”或“1931CIE-XYZ系統(tǒng)”。為了使用方便，將XYZ顏色模型轉(zhuǎn)換為麥克斯韋直角三角形，即國際通用的CIE1931色度圖，如下圖所示。

XYZ顏色模型把三維顏色空間用二維表示，更有利于顏色分類時(shí)求取被測樣本與標(biāo)準(zhǔn)樣本的匹配程度，而無須知道樣本的實(shí)際顏色，同時(shí)減少了因光源亮度不穩(wěn)定產(chǎn)生噪聲的影響，對有陰影的單一顏色背景去除效果遠(yuǎn)優(yōu)于 RGB模型。盡管XYZ空間定義是基于人的視覺模型，但其分量不能為觀察者識別，因此無法表達(dá)人的視覺心理。

CIEL*a*b*顏色空間：

CIE1976L*a*b*空間可由CIE-XYZ轉(zhuǎn)換得到，L*a*b*表色空間又稱為獨(dú)立色坐標(biāo)，它是把顏色按其所含紅、綠、黃、藍(lán)的程度來度量的。視網(wǎng)膜錐體細(xì)胞有3種不同響應(yīng)的視覺神經(jīng)，分別對紅綠、黃藍(lán)和黑白起作用，顏色感覺是由各個(gè)視覺神經(jīng)的破壞和恢復(fù)而產(chǎn)生。例如，紅光刺激綠視覺神經(jīng)時(shí)綠視覺神經(jīng)受到破壞，綠光刺激時(shí)得以恢復(fù)。每發(fā)生一次恢復(fù)和破壞，就發(fā)出一脈沖信號給大腦，于是得到一種色感。

根據(jù)這一色覺說，將紅度（正向）和綠度（負(fù)向）周置于一根橫軸（a*軸）上，而將黃度（正向）和藍(lán)度（負(fù)向）同置于縱橫軸（b*軸）上，垂直于a*b*平面的第3根軸為明度L*，這就是L*a*b*表色空間。其模型如下圖所示：