【CV基础】颜色：RGB/HSV/Lab

RGB色彩空间

RGB模式下，通道向量的三个分量分别表示R 、G 、B 三个颜色通道的颜色强度。R 、G 、B 相当于颜色空间的三个正交基。颜色不同就是通过R 、G 、B 的比例来混合调节出纷繁复杂的各种颜色。

RGB颜色模型优点：

• 易于理解；
• 便于硬件实现，现代显示屏一般基于RGB模型
• 引入位分辨率(颜色深度)，指一个像素中，每个颜色分量的比特数。位分辨率决定了色彩等级，例如8位颜色深度，每个颜色分量就有256种可能。

RGB颜色模型的缺点：

• 三个分量均用于表示色调，即如果改变某一个分量的数值，这个像素的颜色就发生了改变。
• 在颜色定位等工程中，使用RGB模型就要同时考虑R 、G 、B 三个变量，较为复杂。

HSV色彩空间

HSV颜色空间比RGB更接近人们对彩色的感知经验，非常直观地表达颜色的色调、鲜艳程度和明暗程度。

在HSV模式下，通道向量C由三个部分组成：

• 色调、色相(Hue)：指色彩的相貌和特征，在波形图中一个特定波长就对应一个色调。
• 饱和度(Saturation)：指色彩鲜艳程度，呈现一种从理性(灰度)到感性(纯色)的变化。
• 明度(Value, Brightness)：指某种颜色的透光量。与亮度(Lightness)不同，亮度特指被白光稀释的浓度，任何颜色的高亮都趋于白色，但每种高明度颜色都不同。

HSV优点：
可以单独处理色调值，而不会影响到明度和饱和度；或者单独改变明度、饱和度而不影响颜色本身，因此在图像处理中，HSV常用于颜色定位追踪、提取色彩直方图等。
HSV缺点：
目前很少有硬件支持，需要从RGB或其他色彩空间进行转换。

Lab色彩空间

Lab色彩空间基于人对颜色的感觉设计，具有感知均匀性(Perceptual Uniform)，即如果参数L、a、b变化幅度一样，则人视觉上的变化幅度也差不多。

在Lab模式下，通道向量C由三个部分组成：

• 亮度(Lightness)
• a颜色分量：代表从绿色到红色的分量
• b颜色分量：代表从蓝色到黄色的分量

Lab优点：
同样容易调整，调节亮度仅需关注L通道，调节色彩平衡仅需关注a和b通道。
Lab还具有色域广阔、设备无关等性质。

在计算机视觉实际应用中:

对于一张彩色数字图片，通常会将其表成一个W × H × C 的3维矩阵。其中 W 表示图片的宽； H 表示图片的高； C 表示图片的通道数；
W × H 描述的是图片的分辨率——表示图像包含的像素总数；C描述的是像素点代表的色彩