102影像處理作業: RGB與HSI空間顏色的轉換以及顏色區域偵測

2014年6月3日星期二

RGB與HSI空間顏色的轉換以及顏色區域偵測

這次主要的是實作顏色RGB轉換為空間的HSI，除了基礎的色調，裡面又分為HSB跟HSL。

HSB之中的B是Brightness，而L則是Lightness

除了原本RGB的平面色系，他們更加入了亮度、飽和度。成了一種圓柱體的調色盤

HSL之中的灰階不同於既定的RGB色塊來表示顏色，而是以黑白加上亮度來表示"明暗"

使用之灰階原圖：

此圖之HSL灰階通道：

而其中比較麻煩的則是偵測膚色區域的部分

首先要克服的部分是RGB轉到HSL的部分，先把公式刻出來

(此處從WIKI擷取)

設 (r, g, b)分別是一個顏色的紅、綠和藍坐標，它們的值是在0到1之間的實數。設max等價於r, g和b中的最大者。設min等於這些值中的最小者。要找到在HSL空間中的 (h, s, l)值，這裡的h ∈ [0, 360）度是角度的色相角，而s, l ∈ [0,1]是飽和度和亮度，計算為：

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 < l \leq \frac{1}{2} \\ \frac{max-min}{2-(max+min)} = \frac{max-min}{2-2l}, & \mbox{if } l > \frac{1}{2} \end{cases}

h的值通常規範化到位於0到360°之間。而h = 0用於max = min的（就是灰色）時候而不是留下h未定義。

HSL和HSV有同樣的色相定義，但是其他分量不同。HSV顏色的s和v的值定義如下：

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

v = max \,

色盤轉換完畢之後，利用元件將色盤放到表單上然後切割區域就行了

由於平常使用的範例圖色塊太偏紅色，所以用比較鮮艷的圖片：

版面：

色塊獨立後：

可以稍微在把區塊調大一點或是乾脆改成偵測藍色才不會這麼驚悚....不過大致上就是這樣(?)

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