多媒体技术基础第3版颜色空间变换

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1、多媒体技术基础(第3版)第6章颜色空间变换张奇复旦大学计算机科学技术学院qz@fudan.edu.cn2010年4月2021年10月4日第6章颜色空间变换2/43第6章颜色空间变换目录6.1该用什么颜色空间6.1.1颜色空间的分类问题6.1.2颜色空间的变换问题6.1.3颜色空间的选择6.2计算机图形颜色空间6.2.1RGB,CMY和CMYK6.2.2HSV和RGB6.2.3HSL/HSB和RGB6.2.4HSI和RGB6.3设备无关的颜色空间6.3.1CIEXYZ和CIELAB6.3.2CIEXYZ和CIELUV6.3.3CIEXYZ和RGB，BT

2、.601，BT.7096.4电视系统颜色空间6.4.1电视系统的颜色空间6.4.2EuropeanY'U'V'6.4.3AmericanY'I'Q'6.4.4SMPTE-CRGB6.4.5ITU-RBT.601Y'CbCr6.4.6ITU-RBT.709Y'CbCr6.4.7SMPTE-240MY'PbPr6.4.8KodakPhotoYCC颜色空间2021年10月4日第6章颜色空间变换3/436.1该用什么颜色空间6.1.1颜色空间的分类问题从颜色感知的角度可考虑分成如下3类混合(mixture)型颜色空间：按三种基色的比例合成颜色，如RGB，CM

3、Y(K)和XYZ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，如L*a*b,L*u*v，YUV和YIQ。当需要黑白图像时，使用这样的系统就非常方便强度/饱和度/色调(intensity/saturation/hue)型颜色空间：用饱和度和色调描述色彩的感知，可使颜色的解释更直观，而且对消除光亮度的影响很有用，如HSI,HSL,HSV和LCh2021年10月4日第6章颜色空间变换4/436.1该用什么颜色空间(续1)从技术角度可考虑分成如下3类RGB型颜色空间/计算机图形颜色空间：主要

4、用于电视机和计算机的颜色显示系统，如RGB，HSI,HSL和HSV。在显示技术和印刷技术中，常被称为颜色模型(colormode)XYZ型颜色空间/CIE颜色空间：由国际照明委员会(CIE)定义的颜色空间，用作颜色的基本度量方法。该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，如CIE1931XYZ，L*a*b，L*u*v和LCh等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，如YUV，YIQ，ITU-RBT.601Y'CbCr,ITU

5、-RBT.709Y'CbCr和SMPTE-240MY'PbPr。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2021年10月4日第6章颜色空间变换5/436.1该用什么颜色空间(续2)按照上述观点对颜色空间进行的分类综合在表6-1中。这样分类虽然并不很科学，也不是绝对的，但对颜色空间的认识多少会有些帮助。类型RGB型XYZ型YUV型混合型(mixture)RGBXYZ-非线性亮度/色度(luma/chroma)-L*a*b*L*u*v*YUVYIQ强度/饱和度/色调(intensity/saturation/hue)HSI,HSLHSVLCh/

6、CHL表6-1颜色空间的分类2021年10月4日第6章颜色空间变换6/436.1该用什么颜色空间(续3)6.1.2颜色空间的变换问题为满足不同的应用需求，需要在各种不同的颜色空间之间进行转换如为艺术家选择颜色的方便、减少图像的数据量或满足显示系统的要求几乎所有的颜色空间都是从RGB颜色空间导出的因对视觉感知特性还不十分清楚，故对变换的计算模型产生不同程度的怀疑常见颜色空间之间的变换关系见图6-1，可见有些颜色空间之间可以直接变换，如RGB和HSL，RGB和HSB，RGB和R'G'B',R'G'B'和Y'CrCb，CIEXYZ和CIEL*a*b*等有些

7、颜色空间之间不能直接变换，如，RGB和CIELa*b*,CIEXYZ和HSL，HSL和Y'CbCr等，它们之间的变换需要借助其他颜色空间进行过渡2021年10月4日第6章颜色空间变换7/436.1该用什么颜色空间(续4)图6-1部分颜色空间的转换关系[1]2021年10月4日第6章颜色空间变换8/436.1该用什么颜色空间(续5)6.1.3颜色空间的选择RGB与CMY颜色空间RGB(red，greenandblue)：在图像显示系统中得到广泛应用CMY(cyanmagentayellow)：在印刷和打印系统中得到广泛应用CMYK(cyanmagent

8、ayellowblack)中的黑色是为改善打印质量而增加的颜色分量RGB和CMY(K)颜色空间都是与设备相关