文章目录

• RGB、HSV和HSI颜色空间模型及表示方式
• HSV的颜色空间
• HSI的颜色空间
• HSV与HSI颜色空间模型的区别
• RGB、HSV和HSI的转换方法

RGB、HSV和HSI颜色空间模型及表示方式

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$RGB$RGB 的颜色空间：该颜色空间主要用于计算机图形学中，表示每个像素具有 $R、G、B$R、G、B 三种颜色分量，每个分量均为 $[0, 255]$[0,255] 的大小，以三个分量为坐标轴，构建一个三维颜色空间。如下图所示。

由图可知：$[0, 0, 0]$[0,0,0]：纯黑色； $[255, 255, 255]$[255,255,255]：纯白色； $[255, 0, 0]$[255,0,0]：纯红色； $[0, 255, 0]$[0,255,0]：纯绿色； $[0, 0, 255]$[0,0,255]：纯蓝色。

HSV的颜色空间

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这个颜色模型中参数分别是：色调(H)，饱和度(S)，明度(V)。

• 色调(H)：用角度来度量，取值范围为 $[0°，360°]$[0°，360°]，从红色开始按逆时针方向计算，红色为 $0°$0°，绿色为 $120°$120°，蓝色为 $240°$240°。它们的补色是：黄色为 $60°$60°，青色为 $180°$180°，品红为 $300°$300°。
• 饱和度(S)：饱和度 $S$S 表示颜色接近光谱色的程度。一种颜色，可以看成是某种光谱色与白色混合的结果，其中光谱色所占的比例越大，颜色接近光谱色的成都越高，颜色的饱和度也就越高。饱和度越高，颜色则深而艳。光谱色的白光成分为 $0$0，饱和度达到最高。通常取值范围为 $[0\%,100\%]$[0%,100%]，值越大，颜色越饱和。
• 明度(V)：明度表示颜色明亮的程度，对于光源色，明度值与发光体的光亮度有关；对于物体色，此值和物体的透射比或反射比有关。同城取值为$[0\%, 100\%]$[0%,100%]。与光强度没有直接的联系。

$HSV$HSV 模型的三维表示从 $RGB$RGB 立方体演化而来。设想从 $RGB$RGB 沿着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，明度沿着垂直轴测量。

$HSV$HSV 对于用户来说是一种直观的颜色模型。例如，要得到一种彩色模型，我们先指定彩色角 $H$H，并让 $A=S=1$A=S=1，然后我们通过向其中加入黑色和白色得到我们需要的颜色。增加黑色可以减小 $V$V 而 $S$S 不变，增加白色可以减小 $S$S 而 $V$V 不变。例如，要得到深蓝色，$V=0.4， S = 1， H = 240$V=0.4，S=1，H=240；

HSI的颜色空间

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$HSI$HSI，也可以叫 $HSL(Hue-Saturation-Intensity(Lightness))$HSL(Hue−Saturation−Intensity(Lightness))，其类似与 $HSV$HSV 颜色空间模型。

• 色调（H），饱和度（S）：与 $HSV$HSV 颜色模型的概念是一样的。颜色空间任一点距离 $I$I 的距离。
• 强度（I）：对应成像亮度和图像灰度，是颜色的明亮程度。这个分量可以从图片彩色信息（色调和饱和度）里消去，使得 $HSI$HSI 模型成为开发基于彩色描述的图像处理方法的良好工具，而这种彩色描述对于人来说是自然而直观的。
  注意：当强度 $I=0$I=0 时，色调、饱和度 $S$S 无定义；当 $S=0$S=0 时，色调 $H$H 无定义。

HSV与HSI颜色空间模型的区别

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$HSI$HSI 和 $HSV$HSV 的颜色模型比较接近，它们用来描述颜色相对于 $RGB$RGB 等模型显得更加的自然。
在 $HSI$HSI 和 $HSV$HSV 中，$H$H 都表示色相，该值范围为 $[0, 360]$[0,360]，色相的意义就是光的波长，不同波长的光呈现了不同的色相。$S$S 都表示饱和度，其本质为一束光可能有很多种不同波长的单色光构成，波长越多颜色越分散，而单色光构成的色彩纯净度就很高。
两种模型唯一不同的就是最后一个分量：在 $HSI$HSI 中表示亮度 $（Lightness/Luminance/Intensity）$（Lightness/Luminance/Intensity）；$HSV$HSV 中 $V$V 表示明度（Value/Brightness）。

上图中能很好的对比出 $HSI$HSI 和 $HSV$HSV 的区别：在 $HSI$HSI 中，圆柱体外围是纯色，这圈纯色为与亮度 $（L/I）$（L/I） 等于 $1/2$1/2 的部位；而在 $HSV$HSV 中，纯色对应于明度 $(V)$(V) 等于 $1$1 的部位。
在 $HSL$HSL 中，饱和度分量总是对应等价的灰度值；而在 $HSV$HSV 中，在极大值时候，饱和度从全饱和渐变话到白色，这可以认为是反直觉的。
在 $HSL$HSL 中，亮度的跨越是从黑色经过色相到白色的；而在 $HSV$HSV 中，$V$V 分量是从黑色过渡到色相 $(H)$(H) 的。

RGB、HSV和HSI的转换方法

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RGB–>HSV

HSV --> RGB