圖像的顏色空間及其OpenCV實現(xiàn)

對圖像的顏色空間做了一個概念性的介紹，并通過代碼的方式可視化了每種顏色空間的每個通道所表示的意義。

文章內(nèi)容包括：

什么是顏色空間？

顏色空間有哪些類別？

如何在OpenCV中實現(xiàn)？

什么是顏色空間？

顏色是一種連續(xù)的現(xiàn)象，它意味著有無數(shù)種顏色。但是，人類的眼睛和感知能力是有限的。所以，為了識別這些顏色，我們需要一種媒介或這些顏色的表示，這種顏色的表示被稱為色彩空間。在技術(shù)術(shù)語中，一個顏色模型或顏色空間是一個特定的3-D坐標系統(tǒng)以及該系統(tǒng)中的一個子空間，其中每一種顏色都由一個單點表示。

有哪些顏色空間的類型？

目前主要有五種類型的顏色模型。但是，我將只寫一些常見的(RGB、HSV和HSL)。

RGB(Red Green Blue)

HSL(Hue Saturation Lightness)

HSV(Hue Saturation Value)

YUV(Luminance, blue–luminance, red–luminance)

CMYK(Cyan, Magenta, Yellow, Key)

RGB顏色空間：

RGB顏色空間是三維坐標系中紅、綠、藍坐標所表示的著名顏色空間之一。在更專業(yè)的術(shù)語中，RGB將顏色描述為由三個部分組成的元組。每個部分都可以取0到255之間的值，其中元組(0,0,0)表示黑色，元組(255,255,255)表示白色。元組的第0、第1和第2個部分分別表示紅、綠、藍的分量。

RGB顏色空間的Python實現(xiàn)：

這里我們導入了必要的庫，cv2用于顏色空間轉(zhuǎn)換，NumPy用于數(shù)組操作，Matplotlib用于顯示圖像，os用于訪問圖像目錄，tqdm用于顯示加載欄。

設(shè)置兩個空列表Z和X，分別用于存儲帶有各自圖像的標簽，然后指定圖像大小和路徑目錄。在這之后，我定義了兩個函數(shù)，用于返回flower類型(assign_lable)和訪問每個圖像、讀取和調(diào)整其大小(make_train_data)。

加載圖像，然后在OpenCV以BGR格式讀取圖像時將BGR顏色空間轉(zhuǎn)換為RGB顏色空間，但Maplotlib使用RGB格式來顯示圖像。這就是為什么我們需要轉(zhuǎn)換顏色空間后，讀取圖像為RGB。

然后對固定圖像進行三份拷貝，并將每份拷貝的任何雙色通道設(shè)為零，分別用于訪問紅、綠、藍通道。如果你讓第0個顏色通道都是0那么你只會得到藍色通道。

顯示圖像：

HSL顏色空間：

HSL的一般含義是色調(diào)、飽和度和明度。你可以將HSL以圓柱體的形式可視化，如圖2(a)所示。圍繞圓柱體的是不同的顏色，比如綠色、黃色、紅色等等(我們真正想要的顏色)。飽和度是指顏色的多少，而明度是指顏色有多暗或多亮。正如你所看到的，圓柱體的頂部全是白色，底部全是黑色。

圖2：HSL顏色空間

HSL顏色空間的Python實現(xiàn)：

使用OpenCV函數(shù)**cvtColor()**將BGR顏色空間轉(zhuǎn)換為HSL顏色空間，在這里我們需要傳遞圖像，以及從哪個顏色空間到哪個顏色空間我們想要改變圖像。然后再復制并使兩個顏色通道為零，以便分別顯示每個顏色通道。

現(xiàn)在顯示三個不同的顏色通道→

HSV顏色空間：

HSV這個名字來自于顏色模型的三個坐標，即色相、飽和度和值。它也是一個圓柱形的顏色模型，圓柱體的半徑表示飽和度，垂直軸表示值，角度表示色調(diào)。對于觀察者，色調(diào)是占主導地位的，飽和度是混合到色調(diào)中的白光的數(shù)量，value是chrome的強度，value較低顏色變得更加類似于黑色，value越高，顏色變得更加像顏色本身。通過改變這些參數(shù)，我們可以生成不同的顏色。

圖3：HSV顏色空間

HSV顏色空間的Python實現(xiàn)：

使用cvtColor()函數(shù)將色彩空間轉(zhuǎn)換為HSV色彩空間。然后再復制并使兩個通道置為零，以便分別顯示每個通道。

單獨顯示每個顏色通道：

英文原文：https://medium.com/analytics-vidhya/image-processing-series-part1-colorspaces-836d2e3ca700

責任編輯：xj

原文標題：圖像處理基礎(chǔ)：顏色空間及其OpenCV實現(xiàn)

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