彩色空間及cvtColor解析

首先，我們要了解：什麼是彩色空間呢？

許多人都知道在繪畫時可以使用紅色、黃色和藍色這三種原色生成不同的顏色，這些顏色就定義了一個色彩空間。我們將品紅色的量定義爲X 座標軸、青色的量定義爲Y座標軸、黃色的量定義爲Z座標軸，這樣就得到一個三維空間，每種可能的顏色在這個三維空間中都有唯一的一個位置。
但是，這並不是唯一的一個色彩空間。例如，當在計算機監視器上顯示顏色的時候，通常使用RGB（紅色、綠色、藍色）色彩空間定義，這是另外一種生成同樣顏色的方法，紅色、綠色、藍色被當作X、Y和Z座標軸。另外一個生成同樣顏色的方法是使用色相（X軸）、飽和度（Y軸）和明度（Z軸）表示，這種方法稱爲HSB色彩空間。另外還有許多其它的色彩空間，許多可以按照這種方法用三維（X、Y、Z）、更多或者更少維表示，但是有些根本不能用這種方法表示。

下面介紹幾種常用的彩色空間：

一、利用原色相混的比例表示的彩色空間

RGB（三原色光模式）採用加法混色法，因爲它是描述各種“光”通過何種比例來產生顏色。光線從暗黑開始不斷疊加產生顏色。RGB描述的是紅綠藍三色光的數值。RGBA是在RGB上增加阿爾法通道實現透明效果。基於RGB模式的普通色彩空間有sRGB， Adobe RGB和Adobe Wide Gamut RGB。

CMYK（印刷四分色模式）印刷過程中使用減法混色法，因爲它描述的是需要使用何種油墨，通過光的反射顯示出顏色。它是在一種白色介質（畫板，頁面等）上使用油墨來體現圖像。CMYK描述的是青，品紅，黃和黑四種油墨的數值。根據不同的油墨，介質，和印刷特性，存在多種CMYK色彩空間。（可以通過色點擴張或者轉換各種油墨數值從而得到不同的外觀）。

二、利用不同的概念表示的彩色空間
HSV (色相hue, 飽和度saturation, 明度value)，也稱HSB (B指brightness)是藝術家們常用的，因爲與加法減法混色的術語相比，使用色相，飽和度等概念描述色彩更自然直觀。HSV是RGB色彩空間的一種變形，它的內容與色彩尺度與其出處——RGB色彩空間有密切聯繫。將RGB轉換爲HSV的函數是rgb2hsv；

HSV的彩色模型可以用一個圓柱體和展開的圓柱表示，如下圖：

HSI (色相hue，飽和度saturation，飽和度intensity)，也稱HSL。該模型將亮度分量與一幅彩色圖像中攜帶的彩色信息分開。因此，HSI模型對於開發基於彩色描述的圖像處理算法是一個理想的工具，對人類來說，它們看起來更加自然和直觀。

三、不同彩色空間之間的轉換

對於彩色圖象分割而言，有時需要將RGB變換爲HSI座標，以便反映人類觀察彩色的方式，轉換公式如下：

瞭解了彩色空間以後，我們就來看一看OpenCV函數裏面的cvtColor函數：

函數作用：Converts an image from one color space to another.

C++: void cvtColor(InputArray src, OutputArray dst, int code, int dstCn=0 )

C: void cvCvtColor(const CvArr* src, CvArr* dst, int code)

Parameters:

src – input image: 8-bit unsigned, 16-bit unsigned ( CV_16UC... ), or single-precision floating-point.
dst – output image of the same size and depth as src.
code – color space conversion code (see the description below).

dstCn – number of channels in the destination image; if the parameter is 0, the number of the channels is derived automatically from src and code .

在OpenCV裏面RGB的通道順序是B、G、R。因此在一個標準（24位）的彩色圖像中第一8位就是Blue component，然後是Green, 第三個是Red。而第4、5、6 bytes would then be the second pixel (Blue, then Green, then Red), and so on.

R G B各通道值得範圍如下：

0 to 255 for CV_8U images
0 to 65535 for CV_16U images
0 to 1 for CV_32F images

關於cvtColor的源代碼，原本我是想貼上去，但是~太長了將近3000行，看的人暈頭轉向，需要研究的請下載！！

一個應用：

[cpp]view
plain copy
 
#include <iostream>  

#include <opencv.hpp>  

#include <string>  

using namespace cv;  

using namespace std;  

int main(){  

    string imgpath = "E:\\快盤\\娛樂生活\\素材\\GEM.jpg";  

    Mat img = imread(imgpath);  

    Mat outimg;  

    if (img.empty())  

    {  

        cout<<"Can not load the image!";  

    }  

    imshow("image",img);  

    cvtColor(img,outimg,CV_BGR2GRAY);  

    imshow("Gray",outimg);  

    waitKey();  

    return 0;  

}