顏色空間的分類及均勻顏色空間CIELAB顏色空間

顏色空間也稱顏色模型，是顏色量化分析中常用的一種模型。不同類型的顏色空間，由于其構(gòu)成理論不同，其對(duì)顏色的描述方式也是不同的。本文對(duì)顏色空間的類型及均勻顏色空間CIELAB顏色空間做了簡(jiǎn)要的介紹。

顏色空間的分類：

1.從顏色感知角度分類

（1）混合型顏色空間：按三種基色的比例合成顏色，如RGB，CMY（K）和 XYZ；

（2）非線性亮度/色度型的顏色空間：用一個(gè)分量表示非色彩的感知，用兩個(gè)獨(dú)立的分量表示色彩的感知，如L*a*b，L*u*v，YUV和 YIQ，當(dāng)需要黑白圖像時(shí)，使用這樣的系統(tǒng)就非常方便。

（3）強(qiáng)度/飽和度/色調(diào)型顏色空間：用飽和度和色調(diào)描述色彩的感知，可使顏色的解釋更直觀，而且對(duì)消除光亮度的影響很有用，如HSI，HSL，HSV和Lch。

2.從應(yīng)用角度分類

（1）RGB型顏色空間/計(jì)算機(jī)圖形顏色空間：主要用于電視機(jī)和計(jì)算機(jī)的顏色顯示系統(tǒng)，如RGB，HSI，HSL和HSV。在顯示技術(shù)和印刷技術(shù)中，常被稱為顏色模型。

（2）XYZ型顏色空間/CIE顏色空間：由國(guó)際照明委員會(huì)（CIE）定義的顏色空間，用作顏色的基本度量方法。該顏色空間是與設(shè)備無關(guān)的顏色表示法，在科學(xué)計(jì)算中得到廣泛的應(yīng)用。對(duì)不能直接相互轉(zhuǎn)換的兩個(gè)顏色空間，可利用這類顏色空間作為過渡性的顏色空間，如CIE 1931 XYZ，L*a*b，L*u*v和LCh等；

（3）YUV型顏色空間/電視系統(tǒng)顏色空間：由廣播電視需求的推動(dòng)而開發(fā)的顏色空間，如YUV，YIQ等，主要目的是通過壓縮色度信息以有效地播送彩色電視圖像。

均勻顏色空間CIELAB顏色空間：

CIELAB顏色空間是一種基于對(duì)抗色理論設(shè)計(jì)的先進(jìn)且受廣泛應(yīng)用的顏色模型。CIELAB顏色空間通過解耦色調(diào)、飽和度和亮度等顏色屬性，來降低顏色通道之間的相關(guān)性，從而簡(jiǎn)化顏色的調(diào)整過程。該顏色空間的結(jié)構(gòu)基于以下三個(gè)坐標(biāo)軸：明度分量L代表顏色的亮度；紅綠分量a*表示顏色在紅色和綠色之間的變化；黃藍(lán)分量b*則描述顏色在黃色和藍(lán)色之間的變化。這種構(gòu)建方式使得CIELAB顏色空間能夠以一種非常直觀和全面的方式來描述顏色，更接近人眼對(duì)顏色的實(shí)際感知，該顏色空間及其各分量示意圖如下圖所示。

在將RGB顏色空間轉(zhuǎn)化為CIELAB顏色空間的過程中，需要經(jīng)歷兩個(gè)主要階段。首先，RGB顏色空間需要被轉(zhuǎn)換到CIEXYZ顏色空間中，最后完成將CIEXYZ顏色空間向CIELAB顏色空間的轉(zhuǎn)換。RGB顏色空間轉(zhuǎn)換至CIEXYZ顏色空間的計(jì)算方法如下式所示：

其中X、Y、Z代表 CIEXYZ顏色空間中的三個(gè)色度坐標(biāo)，R、G、B代表RGB顏色空間中的紅、綠、藍(lán)分量。該轉(zhuǎn)換過程是線性的，矩陣中的每個(gè)數(shù)字代表轉(zhuǎn)換中的一個(gè)系數(shù)，它們各自定義了對(duì)應(yīng)顏色分量在新空間中的影響程度。

將CIEXYZ顏色空間向CIELAB顏色空間的轉(zhuǎn)換方式如下式所示：