6、色彩空间与插值技术详解

色彩空间与插值技术详解

1. 色彩感知与色彩空间基础

色彩是视觉感知的重要属性，我们常用红、绿、黄、白、灰、黑等名称来描述它。而色调同样是人类感知的属性，红、绿、蓝、紫、黄等为主要色调，也可以是这些主要色调的中间组合。不过，根据国际照明委员会（CIE）的定义，黑、白、灰虽被视为颜色，但不属于色调。基于此，我们可以将感知到的颜色分为两类：
- 彩色 ：即不包括黑、白、灰的色调。
- 非彩色 ：不是色调，包括黑、白、灰。

在色彩空间方面，有均匀和非均匀之分。在均匀色彩空间中，空间中两点间的欧几里得距离对应着人类视觉系统对这两种颜色的感知差异。而非均匀色彩空间里，在空间某一部分距离为 d 的两种不同颜色，与另一部分距离同样为 d 的另外两种颜色，其感知差异程度并不相同。在成像应用中，感知均匀的色彩空间极为重要，基于人类视觉的生理知识，需要将非均匀的 RGB 空间映射到新的感知均匀空间。

2. HSV 色彩空间

HSV（或 HSI）色彩空间用于描述人类感知的颜色，其中 H 代表色调（Hue），S 代表饱和度（Saturation），V 代表明度（Value）或强度（Intensity）。
- 色调（Hue） ：它是光的一种颜色属性，也可看作是反射或透射光的表面的属性。例如，蓝色汽车反射蓝色调。同时，它也是人类感知的一个属性，可分为弱色调和强色调。
- 饱和度（Saturation） ：用于描述颜色的鲜艳程度。单一波长的单色光源产生的颜色饱和度高，而包含不同波长色调的颜色饱和度