图像 (Image)
基础知识一、颜色和色彩空间可见光人类视觉人类视网膜 (Retinal)中存在两种细胞：
杆状细胞 (Rods)和圆锥细胞 (Cones)
杆状细胞对亮度 (Luminance)十分敏感圆锥细胞则对颜色非常敏感圆锥细胞对三原色的敏感度
Blue Green
Red
我们是怎样看到颜色的?
取决于刺激了多少圆锥细胞两种不同的光谱可能以同样的方式刺激了圆锥细胞
称为条件等色 (metamer)
对于人来说,这些颜色看起来一样的,但是实际上 (从某种意义上说 )是完全不同的颜色的稳定性 (Color constancy)
随着照明光光谱的变化,圆锥细胞刺激的模式也不同
然而,你穿着红色外套时,户内和户外是一样的
没有人能够对这个问题给出一个好 (计算上 )的解释我们可以看到多少种颜色?
人类大致上可以区别
200种色调 (hues)
20个饱和值 (saturation values)
500亮度步 (brightness steps)
国家标准局 [美 ]NBS列出了 267个颜色的名字大致上有 11个基本颜色
white,black,red,green,yellow,blue,brown,purple,
pink,orange,gray
加色和减色 (Additive/subtractive
colors)
绘画是彩色的，是因为它所吸收的光谱 (从相关的光中减去 )
红色图画吸收了非红色的光子
颜色过滤器是另一个例子光线具有颜色是因为他们所发出的光谱
这是电视机和显示器的工作方式两者遵循完全不同的规则！
加色和减色图解减色加色
Yellow light plus blue light = what?
色彩空间 (Colorspace)
色彩空间明显是 3维的
可以有不同的方法来表示这个空间
按照人类“相似”颜色的思想划分这个空间
感性上讲，一致的色彩空间是非常困难的最明显的方法是每种圆锥细胞具有一维
使用红绿蓝 (red,green and blue)
加色
RGB color space
RGB色彩空间颜色在 RGB中的表示存在一个很大的问题！
换一种思路来考虑问题有一种更自然的方式来看待颜色
色调、饱和度和亮度
Hue,saturation,brightness
H
dominant
wavelength
S
purity
% white
B
luminance
颜色轮 (同一亮度条件下 )
HSB色彩空间
HSB和 RGB
亮度是颜色的浓度，可以有很多计算方法：
Bright=(R+G+B)/3
Bright=MAX(R,G,B)…
我们更关心其它的两个分量
S=1-min(R,G,B)*31/2/Bright
))(()(
)(2/)(co s
2
1
BGBRGR
BRGR?
BG
BGH
2
RGB到 HSB
对于 0o≤H<120o
对于 120o≤H<240o
对于 240o≤H<360o
BRB r i g htGSB r i g htBHHSB r i g htR o 3)1(3)60c o s ( )c o s (13
GRB r i gh tBSB r i gh tRHHSB r i gh tG o
o
3)1(
3)1 80c os (
)1 20c os (1
3
BGB r i gh tRSB r i gh tGHHSB r i gh tB o
o
3)1(
3)3 00c os (
)2 40c os (1
3
CIE色彩空间
CIE色彩空间 (续 )
令 S = X+Y+Z且
x=X/S,y=Y/S,z=Z/s
则 x+y+z=1
将 CIE三维空间用 x,y二维量表示
B
G
R
Z
Y
X
59.50 5 6.00
06.059.40.1
13.175.177.2
CIE 色谱图
Y即人眼的亮度函数
– 考虑这个 X+Y+Z = 1的平面，并将其投射到 X-
Y平面上
CIE 色品图属性边缘表示的是“纯”颜色（特定频率的正弦波）
中心非彩色 (achromatic)点是白色沿着两点之间的直线增加两个颜色值 (x,y)就产生了一种新的颜色
对于一种颜色只需计算其主导波长和白色的百分比色域 (Gamuts)
色彩空间所包含的颜色范围
RGB的色域不是很大
因此，有许多颜色是你的显示器不能显示的感觉上的均匀性
CIE 色彩空间在感觉上并不是均匀的
因为 JND(Just Noticeable Difference)作为一个波长函数的变化
1976,CIE 定义了 LUV 色彩空间
L和 Y非线性相关
u,v和 X,Y成线性比例关系
CMYK色彩空间
CMYK和 RGB
假设 CMYK和 RGB都表示它们在某种颜色中的百分比,则
K = min(C,M,Y),C=C-K,M=M-K,Y=Y-K
B
G
R
1
1
1
Y
M
C
YIQ色彩空间
YIQ色彩空间
Y = 0.299 R + 0.587 G + 0.114 B
I = 0.596 R - 0.275 G - 0.321 B
Q = 0.212 R - 0.528 G + 0.311 B
YUV色彩空间
YUV色彩空间
Y = 0.30R + 0.59G + 0.11B
U = (B - Y) * 0.493
V = (R - Y) * 0.877
基础知识一、颜色和色彩空间可见光人类视觉人类视网膜 (Retinal)中存在两种细胞：
杆状细胞 (Rods)和圆锥细胞 (Cones)
杆状细胞对亮度 (Luminance)十分敏感圆锥细胞则对颜色非常敏感圆锥细胞对三原色的敏感度
Blue Green
Red
我们是怎样看到颜色的?
取决于刺激了多少圆锥细胞两种不同的光谱可能以同样的方式刺激了圆锥细胞
称为条件等色 (metamer)
对于人来说,这些颜色看起来一样的,但是实际上 (从某种意义上说 )是完全不同的颜色的稳定性 (Color constancy)
随着照明光光谱的变化,圆锥细胞刺激的模式也不同
然而,你穿着红色外套时,户内和户外是一样的
没有人能够对这个问题给出一个好 (计算上 )的解释我们可以看到多少种颜色?
人类大致上可以区别
200种色调 (hues)
20个饱和值 (saturation values)
500亮度步 (brightness steps)
国家标准局 [美 ]NBS列出了 267个颜色的名字大致上有 11个基本颜色
white,black,red,green,yellow,blue,brown,purple,
pink,orange,gray
加色和减色 (Additive/subtractive
colors)
绘画是彩色的，是因为它所吸收的光谱 (从相关的光中减去 )
红色图画吸收了非红色的光子
颜色过滤器是另一个例子光线具有颜色是因为他们所发出的光谱
这是电视机和显示器的工作方式两者遵循完全不同的规则！
加色和减色图解减色加色
Yellow light plus blue light = what?
色彩空间 (Colorspace)
色彩空间明显是 3维的
可以有不同的方法来表示这个空间
按照人类“相似”颜色的思想划分这个空间
感性上讲，一致的色彩空间是非常困难的最明显的方法是每种圆锥细胞具有一维
使用红绿蓝 (red,green and blue)
加色
RGB color space
RGB色彩空间颜色在 RGB中的表示存在一个很大的问题！
换一种思路来考虑问题有一种更自然的方式来看待颜色
色调、饱和度和亮度
Hue,saturation,brightness
H
dominant
wavelength
S
purity
% white
B
luminance
颜色轮 (同一亮度条件下 )
HSB色彩空间
HSB和 RGB
亮度是颜色的浓度，可以有很多计算方法：
Bright=(R+G+B)/3
Bright=MAX(R,G,B)…
我们更关心其它的两个分量
S=1-min(R,G,B)*31/2/Bright
))(()(
)(2/)(co s
2
1
BGBRGR
BRGR?
BG
BGH
2
RGB到 HSB
对于 0o≤H<120o
对于 120o≤H<240o
对于 240o≤H<360o
BRB r i g htGSB r i g htBHHSB r i g htR o 3)1(3)60c o s ( )c o s (13
GRB r i gh tBSB r i gh tRHHSB r i gh tG o
o
3)1(
3)1 80c os (
)1 20c os (1
3
BGB r i gh tRSB r i gh tGHHSB r i gh tB o
o
3)1(
3)3 00c os (
)2 40c os (1
3
CIE色彩空间
CIE色彩空间 (续 )
令 S = X+Y+Z且
x=X/S,y=Y/S,z=Z/s
则 x+y+z=1
将 CIE三维空间用 x,y二维量表示
B
G
R
Z
Y
X
59.50 5 6.00
06.059.40.1
13.175.177.2
CIE 色谱图
Y即人眼的亮度函数
– 考虑这个 X+Y+Z = 1的平面，并将其投射到 X-
Y平面上
CIE 色品图属性边缘表示的是“纯”颜色（特定频率的正弦波）
中心非彩色 (achromatic)点是白色沿着两点之间的直线增加两个颜色值 (x,y)就产生了一种新的颜色
对于一种颜色只需计算其主导波长和白色的百分比色域 (Gamuts)
色彩空间所包含的颜色范围
RGB的色域不是很大
因此，有许多颜色是你的显示器不能显示的感觉上的均匀性
CIE 色彩空间在感觉上并不是均匀的
因为 JND(Just Noticeable Difference)作为一个波长函数的变化
1976,CIE 定义了 LUV 色彩空间
L和 Y非线性相关
u,v和 X,Y成线性比例关系
CMYK色彩空间
CMYK和 RGB
假设 CMYK和 RGB都表示它们在某种颜色中的百分比,则
K = min(C,M,Y),C=C-K,M=M-K,Y=Y-K
B
G
R
1
1
1
Y
M
C
YIQ色彩空间
YIQ色彩空间
Y = 0.299 R + 0.587 G + 0.114 B
I = 0.596 R - 0.275 G - 0.321 B
Q = 0.212 R - 0.528 G + 0.311 B
YUV色彩空间
YUV色彩空间
Y = 0.30R + 0.59G + 0.11B
U = (B - Y) * 0.493
V = (R - Y) * 0.877
