从 RGB 到 HSL 或 HSV 的转换

2024-03-10 16:32
文章标签 转换 hsv rgb hsl

本文主要是介绍从 RGB 到 HSL 或 HSV 的转换,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

形式定义

HSL 和 HSV 在数学上定义为在 RGB 空间中的颜色的 R, GB 的坐标的变换。

[编辑]从 RGB 到 HSL 或 HSV 的转换

设 (r, g, b) 分别是一个颜色的红、绿和蓝坐标,它们的值是在 0 到 1 之间的实数。设 max 等价于 r, gb 中的最大者。设min 等于这些值中的最小者。要找到在 HSL 空间中的 (h, s, l) 值,这里的 h ∈ [0, 360)度是角度的色相角,而s, l ∈ [0,1] 是饱和度和亮度,计算为:

h =\begin{cases}0^\circ & \mbox{if } max = min \\60^\circ \times \frac{g - b}{max - min} + 0^\circ,   & \mbox{if } max = r \mbox{ and } g \ge b \\60^\circ \times \frac{g - b}{max - min} + 360^\circ,   & \mbox{if } max = r \mbox{ and } g < b \\60^\circ \times \frac{b - r}{max - min} + 120^\circ, & \mbox{if } max = g \\60^\circ \times \frac{r - g}{max - min} + 240^\circ, & \mbox{if } max = b\end{cases}
l = \begin{matrix} \frac{1}{2} \end{matrix} (max + min)
s = \begin{cases}0 & \mbox{if } l = 0 \mbox{ or } max = min \\\frac{max-min}{max+min} = \frac{max-min}{2l}, & \mbox{if } 0  \frac{1}{2}\end{cases}


h 的值通常规范化到位于 0 到 360°之间。而 h = 0 用于 max = min 的(就是灰色)时候而不是留下h 未定义。

HSL 和 HSV 有同样的色相定义,但是其他分量不同。HSV 颜色的sv 的值定义如下:


s = \begin{cases}0, & \mbox{if } max = 0 \\\frac{max - min}{max} = 1 - \frac{min}{max}, & \mbox{otherwise}\end{cases}
v = max \,

[编辑]从 HSL 到 RGB 的转换

给定 HSL 空间中的 (h, s, l) 值定义的一个颜色,带有 h 在指示色相角度的值域 [0, 360)中,分别表示饱和度和亮度的sl 在值域 [0, 1] 中,相应在 RGB 空间中的 (r, g, b) 三原色,带有分别对应于红色、绿色和蓝色的r, gb 也在值域 [0, 1] 中,它们可计算为:

首先,如果 s = 0,则结果的颜色是非彩色的、或灰色的。在这个特殊情况,r, gb 都等于l。注意 h 的值在这种情况下是未定义的。

s ≠ 0 的时候,可以使用下列过程:[1]


q=\begin{cases}l \times (1+s), & \mbox{if } l < \frac{1}{2} \\l+s-(l \times s), & \mbox{if } l \ge \frac{1}{2}\end{cases}
p = 2 \times l - q \,
h_k = {h \over 360} \, h 进行单位换算成 [0,1) 转内)
t_R = h_k+\frac{1}{3} \,
t_G = h_k \,
t_B = h_k-\frac{1}{3} \,
\mbox{if } t_C < 0 \rightarrow t_C = t_C + 1.0 \quad \mbox{for each}\,C \in \{R,G,B\}
\mbox{if } t_C > 1 \rightarrow t_C = t_C - 1.0 \quad \mbox{for each}\,C \in \{R,G,B\}


对于每个颜色向量Color = (ColorR,ColorG, ColorB) = (r,g, b),


{Color}_C =\begin{cases}p+ \left((q-p) \times 6 \times t_C\right), & \mbox{if } t_C < \frac{1}{6}  \\q, & \mbox{if } \frac{1}{6} \le t_C < \frac{1}{2}  \\p+\left((q-p) \times 6 \times (\frac{2}{3} - t_C) \right), & \mbox{if } \frac{1}{2} \le t_C < \frac{2}{3} \\p, & \mbox{otherwise }\end{cases}
\mbox{for each}\,C \in \{R,G,B\}

[编辑]从 HSV 到 RGB 的转换

类似的,给定在 HSV 中 (h, s, v) 值定义的一个颜色,带有如上的 h,和分别表示饱和度和明度的sv 变化于 0 到 1 之间,在 RGB 空间中对应的 (r, g, b) 三原色可以计算为:

h_i \equiv \left\lfloor \frac{h}{60} \right\rfloor \pmod{6}
f = \frac{h}{60} - h_i
p = v \times (1 - s) \,
q = v \times (1 - f \times s) \,
t = v \times (1 - (1 - f) \times s) \,


对于每个颜色向量 (r, g, b),


(r, g, b) = \begin{cases}(v, t, p), & \mbox{if } h_i = 0  \\(q, v, p), & \mbox{if } h_i = 1  \\(p, v, t), & \mbox{if } h_i = 2  \\(p, q, v), & \mbox{if } h_i = 3  \\(t, p, v), & \mbox{if } h_i = 4  \\(v, p, q), & \mbox{if } h_i = 5  \\\end{cases}

 

在opencv中的实现(从RGB到HSV)

#include <highgui.h>
#include <cv.h>
#include <iostream.h>void showColorMatrix(IplImage *srcImg)
{
cout<<(int)CV_IMAGE_ELEM(srcImg,uchar,0,0)<<"\t"
<<(int)CV_IMAGE_ELEM(srcImg,uchar,0,1)<<"\t"
<<(int)CV_IMAGE_ELEM(srcImg,uchar,0,2)<<"\n";}void main()
{
IplImage *src=cvLoadImage("g.jpg",-1);
showColorMatrix(src);
cvCvtColor(src,src,CV_BGR2HSV);
showColorMatrix(src);
}


 

opencv中的H分量范围是 0~180, S分量是0~255, V分量是0~255
但是HSV颜色空间却规定的是,H范围0~360,S范围0~1,V范围0~1
所以需要自己转换一下,H*2,V/255,S/255

 

 

 

这篇关于从 RGB 到 HSL 或 HSV 的转换的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/794824

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