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 2010年4月2018年9月27日 星期四 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 色空 的分颜 间 类问题6.1.2 色空 的颜 间 变换问题6.1.3 色空 的颜 间 选择6.2 计算机图形颜色空间6.2.1 RGB, CMY和CMYK6.2.2 HSV和RGB6.2.3 HSL/HSB和RGB6.2.4 HSI和RGB6.3 设备无关的颜色空间6.3.1 CIE XYZ和CIELAB6.3.2 CIE XYZ和CIELUV6.3.3 CIE XYZ和RGB，B
2、T.601，BT.7096.4 电视系统颜色空间6.4.1 电视系统的颜色空间6.4.2 European YUV6.4.3 American YIQ6.4.4 SMPTE-C RGB6.4.5 ITU-R BT.601 YCbCr6.4.6 ITU-R BT.709 YCbCr6.4.7 SMPTE-240M YPbPr6.4.8 Kodak PhotoYCC颜色空间2018年9月27日 星期四 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 色感知的角度可考 分成如下从颜 虑 3类 混合(mixture)型 色空 ：按三 基色的比例合颜 间 种成 色
3、，如颜 RGB，CMY(K)和XYZ 非 性亮度线 /色度(luma/chroma)型 色空 ：用颜 间一 分量表示非色彩的感知，用 立的分量个 两个独表示色彩的感知，如L*a*b, L*u*v，YUV和YIQ。 需要黑白 像 ，使用 的系 就非当 图 时 这样 统常方便 强度/ 和度饱 /色调(intensity/saturation/hue)型颜色空 ：用 和度和色 描述色彩的感知，可使间 饱 调色的解 更直 ，而且 消除光亮度的影 很颜 释 观 对 响有用，如HSI, HSL, HSV和LCh 2018年9月27日 星期四 第6章 颜色空间变换 4/436.1 该用什么颜色空间(续1)
4、技 角度可考 分成如下从 术 虑 3类 RGB型 色空颜 间/ 算机 形 色空 ：主要用于 机和计 图 颜 间 电视算机的 色 示系 ，如计 颜 显 统 RGB，HSI, HSL和HSV。在示技 和印刷技 中，常被 色模型显 术 术 称为颜 (color mode) XYZ型 色空颜 间/CIE 色空 ：由 照明委颜 间 国际 员会(CIE)定 的 色空 ，用作 色的基本度量方法。 色空 是义 颜 间 颜 该颜 间无 的 色表示法，在科 算中得到广泛 用。与设备 关 颜 学计 应不能直接相互 的 色空 ，可利用 色空对 转换 两个颜 间 这类颜 间作 渡性的 色空 ，如为过 颜 间 CIE 1
5、931 XYZ，L*a*b，L*u*v和LCh等 YUV型 色空颜 间/ 系 色空 ：由广播 需求的推电视 统颜 间 电视而 的 色空 ，如动 开发 颜 间 YUV，YIQ，ITU-R BT.601 YCbCr, ITU-R BT.709 YCbCr和SMPTE-240M YPbPr。主要目的是通 色度信息以有效地播送彩色 像过压缩 电视图2018年9月27日 星期四 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 点 色空 行的分 合在表观 对颜 间进 类综 6-1中。分 然 不很科 ，也不是 的，但 色这样 类虽 并 学 绝对 对颜空 的 多少 有些 助。间 认识
6、 会 帮类型 RGB型 XYZ型 YUV型混合型(mixture) RGB XYZ -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/CHL表6-1 色空 的分 颜 间 类2018年9月27日 星期四 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 足不同的 用需求，需要在各 不同的 色空为满 应 种 颜 间之 行间进 转换 如 家 色的方便、 少 像的 据量或 足 示为艺术 选择颜 减 图 数 满 显系 的要求统
7、 几乎 有的 色空 是颜 间 从RGB 色空 的颜 间导 感知 性 不 分 ， 的 算模型 对视觉 还 清 对变换 计 产不同 度的 怀 常 色空 之 的 系见颜 间 间 变换关 见图6-1，可 见 有些 色空 之 可以直接 ，如颜 间 间 变换 RGB和HSL，RGB和HSB，RGB和RGB, RGB和YCrCb，CIE XYZ和CIE L*a*b*等 有些 色空 之 不能直接 ，如，颜 间 间 变换 RGB和CIE La*b*, CIE XYZ和HSL，HSL和YCbCr等， 之 的 需它们 间 变换要 助 色空 行 渡 颜 间进 过2018年9月27日 星期四 第6章 颜色空间变换 7/
8、436.1 该用什么颜色空间(续4)图6-1 分 色空 的 系颜 间 转换关 12018年9月27日 星期四 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 色空颜 间 RGB(red，green and blue) ：在 像 示系 中图 显 统得到广泛 用应 CMY(cyan magenta yellow)：在印刷和 印系统中得到广泛 用应 CMYK(cyan magenta yellow black)中的黑色是 为印 量而 的 色分量质 颜 RGB 和CMY(K) 色空颜 间 是 相与设备 关 色的感知是非 性的视觉对颜 线 色
9、定不直颜 观2018年9月27日 星期四 第6章 颜色空间变换 9/436.1 该用什么颜色空间(续6) 算机 形 色空计 图 颜 间 算机 用的 色空 计 绘图 颜 间 HSV(hue，saturation and value) HSL/HLS(hue，saturation and lightness) HSI(hue，saturation and intensity) HSB(hue，saturation and brightness) HCI(hue，chroma/colourfulness，intensity) HVC (hue，value and chroma) 些 色空 是这 颜
10、间 从RGB 的、 相变换来 与设备 关的 的 色空 ， 点类 颜 间 定 色方 非常直 ，很 需要的色颜 观 选择 调 亮度 色信息中分 从颜 来2018年9月27日 星期四 第6章 颜色空间变换 10/436.1 该用什么颜色空间(续7) 系 的 色空电视 统 颜 间 系 的 色空 电视 统 颜 间 YUV：用在PAL和SECAM模 彩色 中， 拟 电视 Y表示亮度，U和V表示 色 分量两个 YIQ：用在NTSC模 彩色 中， 拟 电视 Y表示亮度，I和Q表示 彩色分量两个 YCbCr/YCb Cr ：用于 数 电视, 在ITU-R BT.601和BT.709等推 中有明的定标 义 YPbPr/YPbPr：用于 度 清 电视 些 色空 是亮度和色度这 颜 间 (luminance-chrominance)分 的 播送 色空电视 颜 间(television transmission color spaces) 和模 的 色空 数 电视 拟电视 颜 间 RGB 色空 分 成颜 间亮度和色度，目的是 更有效地 像的 据量为 压缩图 数 些 色空 是 相 的，而且在 系 中的使用这 颜 间 与设备 关 闭环 统也相 条 当严
