颜色通常用三个相对独立的属性来描述,三个独立变量综合作用,自然就构成一个空间坐标,这就是颜色空间。而颜色可以由不同的角度,用三个一组的不同属性加以描述,就产生了不同的颜色空间。但被描述的颜色对象本身是客观的,不同颜色空间只是从不同的角度去衡量同一个对象。就是说我们做的只是把颜色进行了编码,用数字来表达,并未对颜色本身做出改变。
表达方式一 RGB空间
RGB颜色空间最大的优点就是适合于显示系统,直观且容易理解。但是对彩色描述上的应用还有以下不足:
(1) RGB颜色空间利用三个颜色分量的线性组合来表示颜色,因此不同的色彩难以用精确的数值来表示,定量分析困难。
(2) 在RGB颜色系统中,三个颜色分量之间是高度相关的,即只要亮度改变,三个分量都会相应的改变,如果一个颜色的某一个分量发生了一定程度的改变,那么这颜色很可能也要发生改变。
HSV颜色空间
HSV是一种将RGB色彩空间中的点在倒圆锥体中的表示方法。HSV即色相(Hue)、饱和度(Saturation)、明度(Value),又称HSB(B即Brightness)。
色相是色彩的基本属性,就是平常说的颜色的名称,如红色、黄色等。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)是指色彩的纯度,越高色彩越纯,低则逐渐变灰,取0-100%的数值。
饱和度S表示颜色接近光谱色的程度。一种颜色,可以看成是某种光谱色与白色混合的结果。其中光谱色所占的比例愈大,颜色接近光谱色的程度就愈高,颜色的饱和度也就愈高。饱和度高,颜色则深而艳。光谱色的白光成分为0,饱和度达到最高。通常取值范围为0%~100%,值越大,颜色越饱和。
明度(V),取0-max(计算机中HSV取值范围和存储的长度有关)。
HSV颜色空间可以用一个圆锥空间模型来描述。圆锥的顶点处,V=0,H和S无定义,代表黑色。圆锥的顶面中心处V=max,S=0,H无定义,代表白色。
RGB颜色空间中,三种颜色分量的取值与所生成的颜色之间的联系并不直观。而HSV颜色空间,更类似于人类感觉颜色的方式,封装了关于颜色的信息:“这是什么颜色?深浅如何?明暗如何?”
结论:
当S=1 V=1时,H所代表的任何颜色被称为纯色;
当S=0时,即饱和度为0,颜色最浅,最浅被描述为灰色(灰色也有亮度,黑色和白色也属于灰色),灰色的亮度由V决定,此时H无意义;
当V=0时,颜色最暗,最暗被描述为黑色,因此此时H(无论什么颜色最暗都为黑色)和S(无论什么深浅的颜色最暗都为黑色)均无意义。
图像处理
对图像的操作主要分为一元操作,二元操作以及空间操作。
一元操作即output(x,y)=fun(input(x,y)),它是对图像中的像素点进行操作,常见的有灰度化,二值化。
直方图均衡化是为了提高图像的质量,减少图像过黑或过白的影响
二元操作是两个图像间的加减乘除操作
空间操作分为先行操作和非线性操作
则是将输入周围的像素点通过处理,得到该位置的输出,如卷积边缘检测,图像平滑,中值滤波
非线性操作有数学形态学
腐蚀:大的对象消失或变小
膨胀
先腐蚀后膨胀:开操作,选择特定形状,清理图像
先膨胀后腐蚀,闭操作
开操作:去除噪声