色彩空间与色彩模型 RGB/CMYK/YCbCr/HSB/HSI/HSV

色彩空间与色彩模型都是一种用数值表示颜色的数学模型。

其中色彩空间侧重于色彩的标识，色彩模型侧重色彩的生成，但没有任何一种模型可以解释所有的色彩问题。

从面对对象主要分为两大类模型：面对硬件设备的色彩模型和面对视觉感知的色彩模型。

面向硬件设备的色彩模型有：RGB CMYK YCbCr 3种模型。

面向视觉感知的色彩模型有：HSI HSB HSV 3种模型。

1.RGB模型

常用于电视、摄像机和彩色扫描仪等显示器的色彩模型。缺点是色彩空间不够均匀，不够直观，不符合人的认知心理，即颜色间的认知差异不能用空间上两点的距离来表示。

2.CMYK模型

主要是在彩色打印中用到的色彩模型。青(cyan)、品红(magenta)、黄(yellow)和黑(black)，其中为避免与蓝色混淆，黑色用K表示。

3.YCbCr模型

常用于肤色检测和影像连续处理的色彩模型。Y为颜色的亮度(luma)成分，而CB和CR则为蓝色和红色的浓度偏移量成份。主要的子采样格式有 YCbCr 4:2:0、YCbCr 4:2:2 和 YCbCr 4:4:4。

4.HSI模型

以色调（hue）、饱和度（saturation）和亮度（intensity）三种基本特征量来感知颜色。HSI模型的建立基于两个重要的事实：第一，分量与图像的彩色信息无关；第二，H和S分量与人感受颜色的方式是紧密相联的。这些特点使得HSI模型非常适合彩色特性检测与分析。

色调H(Hue)：与光波的波长有关，它表示人的感官对不同颜色的感受，如红色、绿色、蓝色等，它也可表示一定范围的颜色，如暖色、冷色等。H的值对应指向该点的矢量与R轴的夹角。

饱和度S(Saturation)：表示颜色的纯度，纯光谱色是完全饱和的，加入白光会稀释饱和度。饱和度越大，颜色看起来就会越鲜艳，反之亦然。三角形中心的饱和度最小，越靠外饱和度越大。

亮度I(Intensity)：对应成像亮度和图像灰度，是颜色的明亮程度。模型中间截面向上变白（亮）；向下变黑（暗）。

5.HSB模型

在HSB模式中，H(hues)表示色相，S(saturation)表示饱和度，B（brightness）表示亮度HSB模式对应的媒介是人眼。HSB模式中S和B呈现的数值越高，饱和度明度越高，页面色彩强烈艳丽，对视觉刺激是迅速的，醒目的效果，但不益于长时间的观看。

6.HSV模型

HSV模型的三维表示从RGB立方体演化而来。设想从RGB沿立方体对角线的白色顶点向黑色顶点观察，就可以看到立方体的六边形外形。六边形边界表示色彩，水平轴表示纯度，明度沿垂直轴测量。

H表示色彩信息，即所处的光谱颜色的位置。角度量来表示，红、绿、蓝分别相隔120度。互补色分别相差180度。

S表示为纯度，为比例值，范围从0到1，它表示成所选颜色的纯度和该颜色最大的纯度之间的比率。S=0时，只有灰度。

V表示色彩的明亮程度，范围从0到1。有一点要注意：它和光强度之间并没有直接的联系。

RGB转换YCbCr公式：

Y=0.299R+0.587G+0.114B，Cb=0.564(B-Y)，Cr=0.713(R-Y)

YCbCr转换RGB公式：

R=Y+1.402Cr，G=Y-0.344Cb-0.714Cr，B=Y+1.772Cb

RGB转换为HSI公式：

RGB转换为HSV公式：

参考资料：/u012507022/article/details/51523385

RGB转换YCbCr公式：Y=0.299R+0.587G+0.114B，Cb=0.564(B-Y)，Cr=0.713(R-Y)

YCbCr转换RGB公式：R=Y+1.402Cr，G=Y-0.344Cb-0.714Cr，B=Y+1.772Cb