RGB顏色空間及RGB顏色空間色差值的計算

RGB顏色空間以紅（R）、綠（G）和藍（B）三種基本顏色為基礎，三種顏色進行不同程度的疊加，能夠產生豐富的顏色，因此 ，RGB顏色空間又被稱為三基色模型。本文對RGB顏色空間及RGB顏色空間色差值的計算做了介紹。

RGB顏色空間介紹：

在顏色測量中，RGB色彩空間是最常用的色彩模型，但是，RGB色彩模型并不完全符合人的視覺感知，換言之，兩顏色之間的是否相似難以通過RGB色彩空間中的距離來衡量。雖然有以上缺點，因為RGB色彩模型可以描述所有色彩，并且可以對RGB色彩空間進行線性、非線性變換轉化為其他色彩空間，因此RGB色彩空間成為了最基礎的色彩空間。

用RGB色彩空間描述色彩十分方便，所有顏色都只是三原色的不同比重混色。但是，RGB色彩空間對色彩特征沒有好的聚類特性。同一目標物體的R、G、B參數在不同的光照條件下會分布在較廣的范圍中，直接使用RGB色彩空間很難建立色彩特征模型，但是，可以對 RGB色彩空間進行變換，變換后的色彩空間會有更優良的聚類特性。

在RGB色彩空間中，三通道中描述了顏色信息和亮度信息。如果兩個像素點[R1，G1，B1]和[R2，G2，B2]的顏色相同而亮度不同，那么其RGB色彩空間的值符合如下條件：R1/R2=G1/G2=B1/B2，色彩具有恒常性，就算光照亮度不同，人類看到的色彩相對保持恒常。

因此，可以去除顏色空間中的亮度分量，留下顏色分量，即使用色度空間（r，g，b）表示色彩信息，得到歸一化rgb的色彩空間表示：r=R/（R+G+B）、g=G/（R+G+B）、b=B/（R+G+B），因為r+g+b=1，所以通常只使用其中的兩個分量。

歸一化RGB顏色空間降低了對色彩變化的依賴性，相對光強的變化也很穩定。但是該色彩模型的缺點在于：亮度不同，模型受噪聲的影響也不同，像素點的亮度值越低，受到噪聲的影響越明顯。

RGB顏色空間色差值的計算：

由于RGB顏色空間的顏色信息包含于R、G、B這三個分量，因此表示待測目標的顏色（R1，G1，B1）與標準顏色（R0，G0，B0）的差異就需要結合三個分量進行距離計算，兩者間色差的度量公式主要有三類：

1.RGB色差公式

該式表示的色差值是通過兩個顏色的空間距離米體現的。因此若要使結果正確，則必然要求 RGB顏色空間是一個均勻的顏色空間，即每個顏色的等色差顏色應成一個球面，且不同位置的等色差顏色對應該表現出相同的差異。顯然RGB顏色空間不具備這些條件，直接以空間距離表示的色差不符合人的視覺感受。

2.RGB加權色差公式

Wr，Wg，Wb是加權系數。由于RGB顏色空間的不均勻，相關人員試圖通過加權的方式來解決這個問題。權值的定義是根據人眼對紅、綠、藍三原色敏感程度的不同。通過調整RGB顏色空間，部分補償其非均勻性。在以往文獻中，關注的重點大多集中于所處理的某類簡單圖像，以至于加權系數各種各樣。并且由于RGB三個分量的不獨立性，三個坐標軸上的色差規律并不能簡單地推廣到整個顏色空間。另外算法的改進程度也是有限的，各種實驗結果也證明了并非各種加權算法總是優于非加權算法。

3.RGB角距離色差公式

其中，xi=（ri，gi，bi），xj=（rj，gj，bj）。該公式由 D.Androutsos等人提出，增加了對待比較顏色間的角度差的考慮。該公式對RGB色差度量有一定的改善能力，但效果也不夠明顯。