RGB、HSV、HSI颜色空间.doc

(完整版)RGB、HSV、HSI颜色空间
［原］RGB、HSV、HSI颜色空间
RGB颜色空间
· 定义
RGB颜色空间通常用于显示器系统，例如：电脑、电视机的显示器使用的都是RGB颜色空间。利用物理学中的三原色叠加原理,可以产生各种颜色。在RGB颜色空间中，R、G、B各颜色分量彼此独立.
RGB颜色空间的缺点在于不符合人眼的视觉特性,直接处理多有不便，因此通常需要转换到其他颜色空间进行处理,最后再转换到RGB颜色空间,用于显示器显示.
· 数学模型
RGB颜色空间中，R、G、B三个分量彼此独立，所能表示的范围也相同，例如：用8比特来表示每个分量，则所能表示的范围为[0,255]。在数学上,RGB颜色空间可以用一个正方体来表示，如下图所示：

HSV颜色空间
· 定义
HSV颜色空间中，H是Hue（色度）的缩写，S是Saturation(饱和度）的缩写，V是Value（亮度）的缩写。色度通常用来从宏观上区分某一种颜色，例如:白、黄、青、绿、品红、红、蓝、黑等就是色度;饱和度指的是颜色的纯度,通常情况下，颜色越鲜艳，饱和度越高，颜色越暗淡，饱和度越低;亮度指的是颜色的明暗程度，亮度越高，颜色越亮，亮度越低,颜色越暗。
HSV颜色空间不适合显示器系统，但是更符合人眼的视觉特性，因此通常会将颜色从RGB空间域转换到HSV颜色空间进行处理，然后在换回RGB域进行显示.
· 数学模型
HSV颜色空间可以用一个圆锥来表示，如下图所示：

如图所示,某一像素的H可以由该点与白色基准线所形成的圆心角表示，H的取值范围为[0,360]；某一点的S可以由该点与所在圆面的圆心之间的距离表示，距离越大,饱和度越高，反之越低；某一点的V可以由该点所在圆面与圆锥顶部之间的距离表示，距离越大，亮度越高，反之则越低。
HSI颜色空间
HSI颜色空间中，H和S与HSV颜色空间中的含义相同，I是Intensity（强度）的缩写。HSI颜色空间与HSV颜色空间很相近，但彼此之家并不相同。
· 数学模型
与HSV颜色空间不同的是，HSI颜色空间可以用以双锥体表示,数学模型如下图:

如图所示，与HSV颜色空间相比，HSI颜色空间中,H和S仍旧用相同的表示方法，不同的地方在于I的表示不同于V.
RGB到HSV的转换公式
· 分段函数法

RGB到HSI的转换公式
· 几何推导法

o 其他转换方法
RGB到HSI还有其他的转换方法，详情请参考博文RGB到HSI转换.
参考文献
RGB和HSV颜色空间
RGB与HSV（HSB)的转换公式
RGB到HSI转换