OpenCV 彩色空間互轉

影象彩色空間互轉在影象處理中應用非常廣泛，而且很多演算法只對灰度圖有效；另外，相比rgb，其他顏色空間(比如hsv、hsi)更具可分離性和可操作性，所以很多影象演算法需要將影象從rgb轉為其他顏色空間，所以影象彩色互轉是十分重要和關鍵的。

rgb顏色空間基於顏色的加法混色原理，從黑色不斷疊加red，green，blue的顏色，最終可以得到白色。

將r、g、b三個通道作為笛卡爾座標系中的x、y、z軸，就得到了一種對於顏色的空間描述

對於彩色圖轉灰度圖，有乙個很著名的心理學公式：

gray = r * 0.299 + g * 0.587 + b * 0.114

2.顏色空間互轉理論的介紹

rgb與hsv互轉

hsv是一種將rgb色彩空間中的點在倒圓錐體中的表示方法。hsv即色相(hue)、飽和度(saturation)、明度(value)，又稱hsb(b即brightness)。色相是色彩的基本屬性，就是平常說的顏色的名稱，如紅色、黃色等。飽和度（s）是指色彩的純度，越高色彩越純，低則逐漸變灰，取0-100%的數值。明度（v），取0-max(計算機中hsv取值範圍和儲存的長度有關)。hsv顏色空間可以用乙個圓錐空間模型來描述。圓錐的頂點處，v=0，h和s無定義，代表黑色。圓錐的頂面中心處v=max，s=0，h無定義，代表白色。

rgb顏色空間中，三種顏色分量的取值與所生成的顏色之間的聯絡並不直觀。而hsv顏色空間，更類似於人類感覺顏色的方式，封裝了關於顏色的資訊：「這是什麼顏色？深淺如何？明暗如何？

hsv模型

這個模型就是按色彩、深淺、明暗來描述的。

h是色彩；

s是深淺， s = 0時，只有灰度；

v是明暗，表示色彩的明亮程度，但與光強無直接聯絡。

3.opencv**實踐

函式原型（c++）

void cvtcolor(inputarray src, outputarray dst, int code, int dstcn=0)

dstcn: 目標影象的通道數，該引數為0時，目標影象根據源影象的通道數和具體操作自動決定

實現示例（c++)

#include #include #include // main
int main( int argc, char** ar** )

高階實現(根據原理自己實現)

#include #include #include #include cv::mat rgb2gray(cv::mat src, bool accelerate=false)
else}}
return dst;} 
int main()
cv::mat dst,dst1;
//opencv自帶
double t2 = (double)cv::gettickcount(); //測時間
cv::cvtcolor(src, dst1, cv_rgb2gray);
t2 = (double)cv::gettickcount() - t2;
double time2 = (t2 *1000.) / ((double)cv::gettickfrequency());
std::cout << "opencv_rgb2gray=" << time2 << " ms. " << std::endl << std::endl;
//rgb2gray
double t1 = (double)cv::gettickcount(); //測時間
dst = rgb2gray(src, true);
t1 = (double)cv::gettickcount() - t1;
double time1 = (t1 *1000.) / ((double)cv::gettickfrequency());
std::cout << "my_rgb2gray=" << time1 << " ms. " << std::endl << std::endl;  
cv::namedwindow("src", cv_window_normal);
imshow("src", src);
cv::namedwindow("my_rgb2gray", cv_window_normal);
imshow("my_rgb2gray", dst);
cv::namedwindow("opencv_rgb2gray", cv_window_normal);
imshow("opencv_rgb2gray", dst1);
cv::waitkey(0);
return 0;
}

#include #include #include #include using namespace cv;  
mat rgb2hsv(mat src) 
else 
if (r == maxx) 
else if (g == maxx) 
else if (b==maxx) 
else
h *= 60;
if (h < 0)
h +=  360;
dst.at(i, j)[0] = h;
dst.at(i, j)[1] = s;
}	}return dst;} 
mat hsv2rgb(mat src) 
else 
}dst.at(i, j)[0] = int(b * 255);
dst.at(i, j)[1] = int(g * 255);
dst.at(i, j)[2] = int(r * 255);
}	}return dst;} 
int main()
cv::mat dst, dst1, dst2;
opencv自帶/
cv::cvtcolor(src, dst1, cv_rgb2hsv); //rgb2hsv
//rgb2hsv//
dst = rgb2hsv(src); //rgb2hsv
dst2 = hsv2rgb(dst); //hsv2bgr
cv::namedwindow("src", cv_window_normal);
imshow("src", src);
cv::namedwindow("my_rgb2hsv", cv_window_normal);
imshow("my_rgb2hsv", dst);
cv::namedwindow("my_hsv2rgb", cv_window_normal);
imshow("my_hsv2rgb", dst2);
cv::namedwindow("opencv_rgb2hsv", cv_window_normal);
imshow("opencv_rgb2hsv", dst1);
cv::waitkey(0);
return 0;
}

該部分主要講解彩色空間互轉，彩色空間互轉是傳統影象演算法的乙個關鍵技術，學習顏色轉換有助於我們理解影象的色域，從而為我們從事cv相關工程技術和科學研究提供一些基礎、靈感和思路。

關於datawhale：

datawhale是乙個專注於資料科學與ai領域的開源組織，匯集了眾多領域院校和知名企業的優秀學習者，聚合了一群有開源精神和探索精神的團隊成員。datawhale以「for the learner，和學習者一起成長」為願景，鼓勵真實地展現自我、開放包容、互信互助、敢於試錯和勇於擔當。同時datawhale 用開源的理念去探索開源內容、開源學習和開源方案，賦能人才培養，助力人才成長，建立起人與人，人與知識，人與企業和人與未來的聯結。

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Task03 彩色空間互轉

遙感影像彩色空間變換

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