颜色空间 与 RGB、YUV

背景

理解颜色空间对于音视频开发起到辅助理解的作用；是作为基础概念，要求我们是应该理解的

概述

颜色空间通常用三个相对独立的属性来描述，三个独立的变量综合作用，自然构成一个空间坐标，这就是颜色空间（颜色模型）。而颜色可以由不同的角度，用三个不同属性加以描述，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。

常见的颜色空间有：
1、RGB:：是最常见的面向硬件设备的彩色模型，它是人的视觉系统密切相连的模型，根据人眼结构，所有的颜色都可以看做是3种基本颜色——红r、绿g、蓝b的不同比例的组合。国际照度委员会CIE规定的红绿蓝三种基本色的波长分别为700nm、546.1nm、435.8nm。
RGB模型空间是一个正方体，如下图：
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原点对应黑色，离原点最远的顶点对应白色，从黑到白的灰度分布值在体对角线上。

一般为方便起见，将立方体归一化为单位立方体，这样所有的RGB值都在区间[0,1]之中。根据这个模型，每幅图像包括3个独立的基色平面，每种颜色亮度用0-255表示，3种颜色通道的变化以及他们相互之间的叠加可得到1670多万种颜色（2563=16777216）。

2、HSV：HSV颜色空间是孟塞尔彩色空间的简化形式，是一种基于感知的颜色模型。它将彩色信号分为3种属性：色调（Hue,H），饱和度（Saturation,S），亮度（Value,V）。色调表示从一个物体反射过来的或透过物体的光波长，也就是说，色调是由颜色的名称来辨别的，如红、黄、蓝；亮度是颜色的明暗程度；饱和度是颜色的深浅，如深红、浅红。
HSV颜色空间反映了人观察色彩的方式，具有两个显著的特点：

    亮度分量与图像的彩色信息无关
    “色调”和“饱和度”分量与人感受颜色的方式是紧密相连的
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3、YCbCr：YCbCr进行了图像子采样，是视频图像和数字图像中常用的色彩空间。Y代表亮度，Cb和Cr代表蓝色分量和红色分量。该模型的数据可以是双精度类型的，但存储空间为8位无符号整形数据空间。Y的取值范围为16~235，蓝红分量的取值范围为16~240。在通用的图像压缩算法中（如JPEG算法），首要的步骤就是将图像的颜色空间转换为YCbCr空间。

4、Lab：Lab颜色空间是由CIE(国际照明委员会)制定的一种色彩模式。自然界中任何一点色都可以在Lab空间 中表达出来，它的色彩空间比RGB空间还要大。它是一种设备无关的颜色系统，也是一种基于生理特征的颜色系统。这也就意味着，它是用数字化的方法来描述人的视觉感应。，所以它弥补了RGB和CMYK模式必须依赖于设备色彩特性的不足。 由于Lab的色彩空间要 比RGB模式和CMYK模式的色彩空间大。这就意味着RGB以及CMYK所能描述的色彩信息在Lab空间中都能 得以影射。Lab颜色空间取坐标Lab，其中L亮度；a的正数代表红色，负端代表绿色；b的正数代表黄色， 负端代表兰色(a,b)有L=116f(y)-16, a=500[f(x/0.982)-f(y)], b=200[f(y)-f(z/1.183 )]；其中： f(x)=7.787x+0.138, x<0.008856; f(x)=(x)1/3,x>0.008856
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5、YUV：在彩色电视中，用Y、C1, C2彩色表示法分别表示亮度信号和两个色差信号，C1，C2的含义与具体的应用有关。在NTSC彩色电视制中，C1，C2分别表示I、Q两个色差信号；在PAL彩色电视制中，C1，C2分别表示U、V两个色差信号；在CCIR 601数字电视标准中，C1，C2分别表示Cr，Cb两个色差信号。所谓色差是指基色信号中的三个分量信号(即R、G、B)与亮度信号之差。根据美国国家电视制式委员会，NTSC制式的标准，当白光的 亮度用Y来表示时，它和红、绿、蓝三色光的关系可用如下式的方程描述：Y=0.3R+0.59G+0.11B 这就是常用 的亮度公式。色差U、V是由B－Y、R－Y按不同比例压缩而成的。如果要由YUV空间转化成RGB空间，只要进行 相反的逆运算即可。与YUV色彩空间类似的还有Lab色彩空间，它也是用亮度和色差来描述色彩分量，其中L为 亮度、a和b分别为各色差分量。

标签：颜色,Lab,YUV,RGB,亮度,空间,色差
来源： https://www.cnblogs.com/schips/p/12104645.html