1.2.1 视频的色彩空间

视频的色彩空间是色彩的概念,这些概念是为了在不同的应用场合中方便地描述色彩,以对应不同的场合和应用。数字图像的生成、存储、处理和显示对应不同的色彩空间,需要进行不同的处理和转换。色彩空间主要有下面4种。

1.RGB色彩空间

显示器基本都采用RGB的色彩原理,它使用不同的电子束使附着在屏幕内侧的红、绿、蓝色荧光材料反射出不同的色彩。根据电子束强度的不同使色彩中的红、绿、蓝分量不同,从而形成不同的颜色。一般把这种色彩的表示方法称为RGB色彩空间表示。红、绿、蓝三色叠加即可产生白色,如图1-13所示。

图1-13 红绿蓝三基色叠加的效果

2.CMYK色彩空间

我们知道CMYK是一种色彩印刷模式,即一种打印输出的色彩空间。在进行彩色印刷或打印时,彩色印刷或打印的纸张不能发射光线,所以印刷机或打印机只能使用其他介质完成工作。它们使用的是一些能够吸收特定光波而反射其他光波的具有特定颜色的油墨或颜料。这种油墨或颜料的三基色是青(Cyan)、品红(Magenta)和黄(Yellow),简称CMY。青色对应蓝绿色,品红对应紫红色,黄色对应红绿色。从理论上看,任何一种颜料对应的色彩都可以用这三基色按不同比例混合得到,这种色彩表示方法称为CMY色彩空间表示法。在实际应用中,由于色彩墨水和颜料的化学性质特殊,用等量的CMY混合得不到纯正的黑色,所以在印刷中常常将黑色单独列出来使用一种真正的黑色,故CMY又称为CMYK。彩色打印机和彩色印刷系统都采用CMYK色彩空间。注意,K表示黑色。

3.HSI色彩空间

HSI色彩空间是根据人的视觉特点,用色调(Hue)、色饱和度(Saturation或Chroma)和亮度(Intensity或Brightness)来表达色彩。常把色调和饱和度统称为色度,用它来表示颜色的类别与深浅程度。由于人的视觉对亮度比对色彩浓淡更加敏感,为了便于色彩处理和识别,常采用HSL色彩空间。它能把色调、色饱和度和亮度的变化情形表现得很清楚,它比RGB空间更加适合人的视觉特点。

4.YUV(Lab)色彩空间

在彩色电视系统中,通常采用三管彩色摄像机或彩色CCD摄像机,它是把得到的彩色图像信号经过分色分别放大校正得到RGB,再经过变换得到亮度信号Y和两个色差信号R-Y和B-Y,最后发送端将亮度和色差三个信号分别进行编码并用同一信道发送出去,这就是常用的YUV色彩空间。