色差宝颜色空间及不同颜色空间转换

色差宝作为颜色比对仪器，其内部配置了CIE规定的多种类型的颜色空间，可以使颜色以不同的数值进行表示。由于不同颜色空间表示色度值的方法不同，因此就需要进行颜色空间的转换。本文对色差宝颜色空间及不同颜色空间之间的转换方法做了介绍。

色差宝颜色空间介绍：

1.RGB色彩模型

由三基色原理可知，大多数颜色可以由红、绿、蓝三基色按照不同的比例合成。RGB颜色空间是在三基色理论上开发的相加混色颜色空间，在RGB颜色空间中，任意色光都能由R、G、B三色按比例相加合成。

RGB颜色空间是由六块色片所包围的立方体区域构成的，其内部的每一个点都代表着一种不同的颜色。国际照明委员会（CIE）将RGB每个分量都分为256级，因此每个通道分量的取值范围为0-255，共能表示256*256*256（约1600万）种颜色。在颜色空间的原点处，三基色都为0，即原点对应的是黑色（0，0，0），距离原点最远的顶点，即立方体原点的斜对角的顶点处的三原色分量为达到最高值，为白色（255，255，255）。除黑白两点所在的顶点外，立方体剩下的六个顶点，有三个顶点分别为三基色，如图中标注的红、绿、蓝，剩下的三个顶点表示的颜色是三原色中两两混合之后的颜色，为品红、青和黄。在该立方体内部，任意颜色F可以表示为坐标中的一点，调整三原色中任一系数都会改变F的坐标值，同时，改变任一颜色，三原色的三色值也会发生变化。

RGB颜色空间采用物理三原色对颜色进行表示，这种方式比较简单，但给定任意一个R、G、B值，无法准确知道所表述的颜色，并不符合人的视觉特点。而且RGB颜色空间不是一个均匀的颜色空间，即空间坐标上等距离的两点并不能表示出颜色的差异性，因此，RGB颜色空间并不适合用作色差检测。

2.XYZ色彩模型

XYZ色彩模型是一个非常重要的颜色模型，在RGB系统的基础上，采用坐标变换的方法用理想的三原色代替实际的三原色，其中X为理想的红原色，Y为理想的绿原色，Z为理想的蓝原色。

但是不管是RGB模型还是XYZ模型，都不是一个均匀的颜色空间，也就是说，在不同的色度和亮度区域，人对于颜色的分辨力是不一致的。这样的空间对于利用色差做图像处理是不利的，且不利于颜色的分辨。寻求一种新的颜色空间，使该空间的距离大小与视觉上的色差感觉呈正比，这就是用均匀的L*a*b*模型。

3.Lab色彩模型

L*a*b*模型比XYZ模型更具均匀性，也更符合人的视觉心理，因此，在图像处理中运用极其广泛。L*a*b*模型可由XYZ模型转换得到，L*a*b*模型是把颜色按其所含红、绿、黄、蓝的程度来度量的。将红度（正向）和绿度（负向）同置于一根横轴（a*轴）上，而将黄度（正向）和蓝度（负向）同置于纵横轴（b*轴）上，垂直于a*b*平面的第三根轴为明度L*，这就是L*a*b*模型。

色差宝不同颜色空间转换方法：

色彩空间转换意味着将一个色彩空间中的颜色特征信息转换到另一色彩空间以，获得相应的颜色信息，即用不同色彩空间中的数据来表示相同的颜色。适合于RGB色彩空间的大多数图像可以在CIELAB色彩空间中实现，而适合于CIELAB色彩空间中的图像不一定能在RGB色彩空间中实现。对于任何单色调背景，RGB三色通道可以清楚地区分不同的颜色。RGB色彩空间的颜色不能直接转换到CIELAB色彩空间，需要借助XYZ色彩空间进行非线性操作，先把RGB色彩空间转换到XYZ色彩空间，然后通过XYZ色彩空间和CIELAB色彩空间之间的联系进行转换。

RGB与XYZ色彩空间转换关系如下：

式中，X=0.412453*R+0.357580*G+0.180423B；各系数相加之和为0.950456，非常接近于1，可以考虑修改各个系数，使其相加结果等于1，这样可以在相同范围内映射 XYZ 色彩空间和 RGB 色彩空间。

XYZ色彩空间与CIELAB色彩空间转换关系如下：

式中Xn，Yn，Zn，表示三刺激值。