图像的颜色模型

颜色模型（color model）是用简单方法描述所有颜色的一套规则和定义，例如RGB、CMY、YUV、HSL等都是表示颜色的颜色模型。

1.RGB模型

在这种模型中，某一种颜色和这三种颜色之间的关系可用下面的公式来描述：

颜色＝R（红色的百分比）＋G（绿色的百分比）＋B（蓝色的百分比）

当三基色等量相加时，得到白色；等量的红绿相加而蓝为0值时得到黄色；等量的红蓝相加而绿为0时得到品红色；等量的绿蓝相加而红为0时得到青色。

这些三基色相加的结果如图6.1所示。

图6.1 相加混色

2.CMY模型

在这种颜色模型中的三种颜色是青色（Cyan）、品红（Magenta）和黄色（Yellow），通常写成CMY，称为CMY模型。用这种方法产生的颜色之所以称为相减色，是因为它减少了为视觉系统识别颜色所需要的反射光，如表6.1和图6.2所示。

图6.2 CMY模型

彩色打印机用等量的三基色得到的黑色不是真正的黑色，因此在印刷术中常加入一种真正的黑色（black ink），所以CMY又写成CMYK。

表6.1 相 减 色

3.HSL模型

在HSL模型中，H定义颜色的波长，称为色调；S定义颜色的强度，表示颜色的深浅程度，称为饱和度；L定义掺入的白光量，称为亮度，如图 6.3 所示。之所以用 HSL表示颜色，是因为它比较容易为画家所理解。若把S和L的值设置为1，当改变H时就是选择不同的纯颜色；减小饱和度S时，就可体现掺入白光的效果；降低亮度时，颜色就暗，相当于掺入黑色。

图6.3 HSL模型

4.YUV（Lab）色彩空间

在现代彩色电视系统中，通常采用三管彩色摄像机或彩色CCD（点耦合器件）摄像机，它把摄得的彩色图像信号，经分色、分别放大校正得到 RGB，再经过矩阵变换电路得到亮度信号Y和两个色差信号R-Y、B-Y，最后发送端将亮度和色差三个信号分别进行编码，用同一信道发送出去。这就是我们常用的YUV色彩空间。

采用YUV色彩空间的重要性是它的亮度信号Y和色度信号U、V是分离的。如果只有Y信号分量而没有U、V分量，那么这样表示的图就是黑白灰度图。彩色电视采用YUV空间正是为了用亮度信号Y解决彩色电视机与黑白电视机的兼容问题，使黑白电视机也能接收彩色信号。

根据美国国家电视制式委员会，NTSC制式的标准，当白光的亮度用Y来表示时，它和红、绿、蓝三色光的关系可用以下公式描述：

Y＝0.3R＋0.59G＋0.11B

这就是常用的亮度公式。色差U、V是由B-Y、R-Y按不同比例压缩而成的。

与YUV色彩空间类似的还有Lab色彩空间，它也是用亮度和色差来描述色彩分量，其中L为亮度、a和b分别为各色差分量。