python+opencv入門-色彩空間及其變換
任務描述
理解色彩空間，並使用OpenCV進行色彩空間轉換。
相關知識
你需要掌握：1. 什麼是色彩空間；2.如何轉換色彩空間。
色彩空間
色彩空間（Color space）是對色彩的組織方式，是座標系統和子空間的闡述，位於系統的每種顏色都有單個點表示。
目前，色彩空間已經有上百種表示方式，被採用的大多數色彩空間都是面向硬件或面向應用的，大部分只是局部的改變或專用於某一領域。下面我們介紹一些常用的色彩空間。
RGB色彩空間
我們知道，可以使用紅色、綠色和藍色這三種原色生成不同的顏色，這些顏色可以組成了一個色彩空間，稱爲RGB(Red Green Blue)色彩空間。
RGB是依據人眼識別的顏色定義出的空間，可表示大部分顏色。它是最通用的面向硬件的色彩空間。該色彩空間用於彩色監視器和一大類彩色視頻攝像。
在該色彩空間中，將藍色的量定義爲X座標軸、紅色的量定義爲Y座標軸、綠色的量定義爲Z座標軸，就可以得到一個三維空間。所以每種顏色在這個三維空間中都有唯一的一個點與其對應。
完整的RGB色彩空間圖如下:
OpenCV中默認的色彩空間是BGR。BGR與RGB的區別只是三個顏色信道的位置發生了變化，實際上原理相同。
爲什麼是BGR而不是RGB呢？原因在於當時主流的攝像頭製造商和軟件供應商都普遍使用這種BGR格式，所以所以一開始時OpenCV採用的就是BGR，然後沿用至今。
HSV與HSL色彩空間
在科學研究一般不採用RGB色彩空間，它將色調，亮度，飽和度三個量放在一起表示，很難分開，這樣難以對其進行數字化的調整。所以爲了更好的數字化處理顏色，提出了HSV，HSL兩個色彩空間。
HSV色彩空間中，H是色調(hue)，S是飽和度(saturation)， V是明度(value)。
HSL色彩空間中，H是色調(hue)，S是飽和度(saturation)，L是亮度(lightness)。
灰度空間
在OpenCV的灰度空間中，和一般的色彩空間相同，每一個顏色都有三個量，但是隻有第一個亮度有值，所以表示爲（亮度，0，0）。
其中，亮度是根據如下灰度公式計算而得：
Gray = R*0.299 + G*0.587 + B*0.114爲什麼人臉識別需要先對圖片進行灰度處理?
識別人臉，最關鍵的因素是梯度，梯度代表着邊緣，用灰度圖計算梯度，可以簡化矩陣, 提高運算速度。
而顏色信息，很容易受到光照等因素的影響，同類的物體顏色有很多變化，所以顏色本身難以提供關鍵信息。
色彩空間轉換
在OpenCV中有超過150種色彩空間轉換的方法。但是我們經常用到的是以下兩種：
1.BGR空間到Gray空間 的轉換；
2. BGR空間到HSV空間 的轉換。
使用的函數爲：cv2.cvtColor()。
它的函數聲明爲：
cv2.cvtColor(圖片對象，轉換類型)其中，轉換類型，對於BGR到Gray的轉換，使cv2.COLOR_BGR2GRAY類型。
同樣的，對於BGR到HSV的轉換，使用cv2.COLOR_BGR2HSV類型。
示例如下：
# 將圖片的色彩空間由BGR轉換爲HSV
# 執行後output_img的色彩空間變成了HSV
output_img = cv2.cvtColor(img,cv2.COLOR_BGR2HSV)我們也可以通過以下代碼獲取到OpenCV提供的所有轉換類型：
import cv2
flags=[i for in dir(cv2) if i startswith('COLOR_')]
print(flags)編程要求
將圖片的色彩空間轉換爲灰度空間；
將處理後的圖片保存到路徑step2/out/girl-gray.jpg下。
import cv2
# 加載圖片
filename = "step2/image/girl.jpg"
img = cv2.imread(filename)
#********** Begin **********#
# 將圖片的色彩空間由BGR轉換GRAY
#********** End **********#
save_image_path = "step2/out/girl-gray.jpg"
#********** Begin **********#
# 保存圖片
#********** End **********#= ======================answe= ======= ===============
import cv2
# 加載圖片
filename = "step2/image/girl.jpg"
img = cv2.imread(filename)
#********** Begin **********#
# 將圖片的色彩空間由BGR轉換GRAY
output_img = cv2.cvtColor(img,cv2.COLOR_BGR2GRAY)
#********** End **********#
save_image_path = "step2/out/girl-gray.jpg"
#********** Begin **********#
# 保存圖片
cv2.imwrite(save_image_path,output_img)
#********** End **********#