颜色空间简介

染料化学
四、几种典型的颜色空间 （一） CIE色度模型 （二） RGB 颜色空间 (red ，green and blue) ：在图像显
要作不同的处理和转换。
“ 颜 色 空 间 (color space)” 和 “ 颜 色 模 型 (color model)”互为同义词
Lecturer: Prof. Yue Liu
纺织服装学院
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三、颜色空间分类
1、从颜色感知的角度来分类，颜色空间可考虑分成如下三类： 混合 (mixture) 型颜色空间： 按三种基色的比例合成颜色。例如， RGB，CMY(K)和XYZ 等颜色空间就属于这种类型。 非线性亮度 /色度(luma/chroma) 型颜色空间： 用一个分量表示非色 彩的感知，用两个独立的分量表示色彩的感知。当需要黑白图像时，这 样的系统非常方便。例如L*a*b, L*u*v，YUV 和YIQ 即属此种类型。 强度 / 饱和度/ 色调 (intensity/saturation/hue) 型颜色空间： 用饱 和度和色度描述色彩的感知，可使颜色的解释更直观，而且对消除光亮 度的影响很有用。例如，HSI, HSL, HSV 和LCH 等。
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2、从技术上角度区分，颜色空间可考虑分成如下三类： RGB 型颜色空间/计算机图形颜色空间：此模型主要用于电视和计算 机的颜色显示系统。例如RGB，HSI, HSL 和HSV 等颜色空间。在显示技 术和印刷技术中，颜色空间经常被称为颜色模型(coloБайду номын сангаас mode)。“颜色 空间”侧重于颜色的表示，而“颜色模型”侧重于颜色的生成。 XYZ 型颜色空间/CIE 颜色空间：此颜色空间是由国际照明委员会定 义的颜色空间，通常作为国际性的颜色空间标准，用作颜色的基本度量 方法。国际照明委员会定义的颜色空间是与设备无关的颜色表示法，在 科学计算中得到广泛应用。对不能直接相互转换的两个颜色空间，可利 用这类颜色空间作为过渡性的颜色空间，例如，CIE1931 XYZ，L*a*b， L*u*v 和LCH 等颜色空间就可作为过渡性的转换空间。
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现在，人们已经构造了各种各样的颜色空间，以适应不同的应 用场合。 在一个典型的多媒体计算机系统中，常常涉及到用几种不同的 颜色空间表示图形和图像的颜色，以对应于不同的场合和应用。因 此，数字图像的生成、存贮、处理及显示时对应不同的颜色空间需
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YUV 型颜色空间/电视系统颜色空间：由广播电视需求的推动而
开发的颜色空间，主要目的是通过压缩色度信息以有效地播送彩色 电视图像。例如 YUV ， YIQ ， ITU-R BT.601 Y'CbCr, ITU-R BT.709
Y'CbCr 和SMPTE-240M Y'PbPr 等颜色空间。
径向方向上饱和度的深浅用 离开中心线的距离表示；明
度用垂直轴表示。
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色调-饱和度-明度颜色空间 纺织服装学院
染料化学 颜色空间有设备相关和设备无关之分。
设备相关的颜色空间 是指颜色空间指定生成的颜色与生成颜
色的设备有关。例如，RGB颜色空间是与显示系统相关的颜色空间，计 算机显示器使用RGB来显示颜色，用像素值(例如，R＝250,G＝123,B＝
3、从分量贡献上区分，颜色空间可考虑分成如下三类： 加法模型：如RGB模型，用不同强度的红、绿和蓝相加来产生各
种颜色；CIE色度模型，用x和y相加来产生各种颜色。
减法模型：如CMY(K)，YUV模型。 混合模型
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图06-02-4 CIE 1931色度图是用标称值表示的CIE 色度图，x 表示红色分量，y 表示绿色分量。图中的E 点代表白光，它的坐标为(0.33，0.33)；环
和材料学等多种学科。颜色是人的大脑对物体的一种主观感觉，用
数学方法来描述这种感觉是一件很困难的事。现在已经有很多有关 颜色的理论、测量技术和颜色标准，但是到目前为止，似乎还没有
一种人类感知颜色的理论被普遍接受。
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二、颜色空间
颜色常用颜色空间来表示。颜色空间是用一种数学方法形象化 表示颜色，人们用它来指定和产生颜色。例如，对于人来说，我们
23)生成的颜色将随显示器的亮度和对比度的改变而改变。
设备无关的颜色空间 是指颜色空间指定生成的颜色与生成颜
色的设备无关，例如，CIE L*a*b*颜色空间就是设备无关的颜色空间，
它建筑在 HSV(hue, saturation and value) 颜色空间的基础上，用该
空间指定的颜色无论在什么设备上生成的颜色都相同。
描述，其颜色要取决于所使用的坐标。
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为说明颜色空间的概念，
右图表示使用色调、饱和度 和明度构造的一种颜色空间，
称 为 HSB(hue, saturation
and brightness) 颜色空间。 色调用角度来标定，通常红
色标为0o，青色标为180o；在
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一、颜色概述
人们对色彩的识别是依靠光、能够反射光的物体、观察者的眼 睛和大脑完成的。色彩是光线落到人眼视网膜上得到的感觉。通过
光的触发，接收者眼睛感应到大量的三色光，并将电的信号送到人
的大脑，从而产生颜色的感觉。 颜色是一门很复杂的学科，它涉及到物理学、生物学、心理学
可以通过色调、饱和度和明度来定义颜色；对于显示设备来说，人
们使用红、绿和蓝磷光体的发光量来描述颜色；对于打印或者印刷 设备来说，人们使用青色、品红色、黄色和黑色的反射和吸收来产
生指定的颜色。
颜色空间通常用3维模型表示，空间中的颜色能够看到或者使用 颜色模型产生。颜色空间中的颜色通常用代表 3个参数的3维坐标来