彩色映像--色彩空間 CIELAB、CIELUV

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學習DIP第65天
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開篇廢話

廢話開始，昨天沒說廢話，幾天補上，對色彩空間的研究並不是影像處理的主要研究方向，因為色度學作為一門獨立的學科博大精深，影像處理只是用了其中一些基本知識，所以如果想真正深入瞭解色度學，需要潛心研究，而這不是影像處理要研究的，在後續用到有關色度的知識進行影像處理時，可以針對性的學習。

絕對色彩空間和相對色彩空間

首先要介紹下絕對色彩空間和相對色彩空間，對這個問題的理解，我是這樣想的，絕對色彩空間是顏色的絕對描述，例如定義一個n維向量R，其唯一定義了一種顏色，就像下面說的LAB色彩空間，一個向量唯一定義一種顏色，而且定義的時候需要滿足條件A，這就表明只要條件A滿足，無論在什麼裝置上看色彩R，其表現出來的顏色都一樣。也就是說絕對色彩空間是對顏色的定義。
而相對色彩空間就是在不同的裝置上得出的結果不同，比如相機C採集單一顏色L的映像，，使用其內在的感應器產生的RGB值是rc，gc，bc，但如果將這個RGB值放在一個另一個顯示器M上，其反映出來的並不是之前採集的時候所看到的顏色L（這裡的L就是絕對色彩空間）。
上面這兩段是的對絕對色彩空間和相對色彩空間的理解，絕對色彩空間是可以轉換的，但前提是色域要一致，如果色域不一致，然麼色彩將有損耗，也就是如果從絕對色彩A轉換到絕對色彩B，而A?(A∩B)≠?這樣就會產生誤差。
絕對色彩空間之間的轉換是近似的，而非絕對色彩空間之間的轉換，絕對空間到非絕對空間的轉換，實際上來講沒有意義。但可以作為影像處理的一種方式，比如從RGB轉換到YIQ後可以分析光照，但具體的實現要滿足轉換前後的現實效果相近似。

CIELAB色彩空間描述

Lab色彩空間是顏色-對立空間，帶有維度L表示亮度，a和b表示顏色對立維度，基於了非線性壓縮的CIE XYZ色彩空間座標。
Hunter 1948 L, a, b色彩空間的座標是L, a和b。但是，Lab經常用做CIE 1976 (L*, a*, b*)色彩空間的非正式縮寫（也叫做CIELAB，它的座標實際上是L*, a*和b*）。

三個基本座標意義：

1. 顏色的亮度（L*, L* = 0產生黑色而L* = 100指示白色），
2. 紅色／品紅色和綠色之間的位置（a*負值指示綠色而正值指示品紅）
3. 黃色和藍色之間的位置（b*負值指示藍色而正值指示黃色）。

CIELAB是均勻的色彩空間，所謂均勻是當數值均勻變化時，人的感官也是均勻變化；
在L*a*b* 模型中均勻改變對應於在感知顏色中的均勻改變。所以在L*a*b* 中任何兩個顏色的相對感知差別，可以通過把每個顏色處理為（有三個分量：L*, a*, b* 的）三維空間中一個點來近似，並計算在它們之間的歐幾裡得距離。在L*a*b* 空間中的這個歐幾裡得距離是ΔE（經常叫做“Delta E”，更精確的是ΔE*ab）。

使用L*a*b* 中的兩個顏色(L1?, a1?, b1?)和(L2?, a2?, b2?):

色彩空間的現實：

得到CIELAB的辦法是從XYZ空間進行：

從RGB到LAB是簡單的近似，其本身就沒有理論意義，但可以以另一種方式觀察映像性質，但必須明確的是LAB是對顏色的定義，而RGB只是這種顏色的一個表達，而且與裝置密切相關。裝置一旦變化這個RGB值將失去意義。

CIELUV色彩空間描述

LUV色彩空間，也作CIELUV。是於1976年由國際照明委員會CIE 提出，由CIE XYZ空間經簡單變換得到，具視覺統一性。

L*表示物體亮度，u*和v*是色度，其中L*與L*A*B*中的L*一致。
一般來講u*和v*的取值範圍為-100到+100，亮度L為0到100。
從XYZ到LUV的轉換如下：

總結

今天簡單介紹下CIELAB和CIELUV這兩種裝置無關的色彩空間，下一篇接續色彩空間。
文中內容部分引用自wiki和docin.com
待續。。

彩色映像--色彩空間 CIELAB、CIELUV