Matlab图像颜色空间转换

Matlab图像颜色空间转换

实验内容

用matlab软件编程实现下述任务：

读入彩色图像，提取其中的R、G、B颜色分量，并展示出来。

我们学习了多种表示图像的颜色空间，请编写程序将图像转换到YUV、YIQ、YCrCb、HIS、CMY等颜色空间，并展示出来。

颜色空间的转化关系参考以下公式：

原始图片

三个色调分量

YUV与RGB之间的转换

Y＝0.229R＋0.587G＋0.114B U＝－0.147R－0.289G+0.436B V=0.615R－0.515G－0.100B

YIQ与RGB之间的转换

Y＝0.299R＋0.587G＋0.114B I＝0.596R－0.275G－0.321B Q=0.212R－0.523G＋0.311B

YCrCb与RGB之间的转换

Y = 0.2990R + 0.5870G + 0.1140B

Cr = 0.5000R - 0.4187G - 0.0813B + 128

Cb = -0.1687R - 0.3313G + 0.5000B + 128

HSI与RGB之间的转换

I＝（R＋G＋B）/3

H＝arccos{ 0.5*((R-G)+(R-B)) / ((R-G)^2 + (R-B)(G-B))^0.5} S=1-[min（R，G，B）/ I ]

CMY 与RGB 之间的转换

??????????-??????????=??????????B G R Y M C 111

心得体会

查阅了很多资料，并且学习了关于matlab实现图像颜色空间转换的过程。不同的颜色空间在描述图像的颜色时侧重点不同。如RGB（红、绿、蓝三原色）颜色空间适用于彩色监视器和彩色摄像机，HSI（色调、饱和度、亮度）更符合人描述和解释颜色的方式（或称为HSV，色调、饱和度、亮度），CMY（青、深红、黄）、CMYK（青、深红、黄、黑。）主要针对彩色打印机、复印机等，YIQ（亮度、色差、色差）是用于NTSC规定的电视系统格式，YUV（亮度、色差、色差）是用于PAL规定的电视系统格式，YCbCr（亮度单一要素、蓝色与参考值的差值、红色与参考值的差值）在数字影像中广泛应用。近年来出现了另一种颜色空间lαβ，由于其把亮度和颜色信息最大限度的分离，在该颜色空间可以分别处理亮度或颜色而不相互影响。

通过这次实验，实现了五种颜色空间的转换，看到了不同的绚丽结果,掌握了一些基本的知识。

程序

clear

rgb=imread('G:\Learning\MultiMedia\666.jpg');

rgb2hsi(rgb);

rgb_r=rgb(:,:,1);

rgb_g=rgb(:,:,2);

rgb_b=rgb(:,:,3);

[n, m] = size(rgb);

zero=zeros(n,m/3);

Y = 0.229 * rgb_r + 0.587 * rgb_g + 0.114 * rgb_b;

U = -0.147 * rgb_r - 0.289 * rgb_g + 0.436 * rgb_b;

V = 0.615 * rgb_r - 0.515 * rgb_g - 0.100 * rgb_b;

I = 0.596 * rgb_r - 0.275 * rgb_g - 0.321 * rgb_b;

Q = 0.212 * rgb_r - 0.523 * rgb_g + 0.311 * rgb_b;

Cr = 0.5 * rgb_r - 0.4187 * rgb_g - 0.0813 * rgb_b + 128; Cb = -0.1687 * rgb_r - 0.3313 * rgb_g + 0.5 * rgb_b + 128;

I = (rgb_r + rgb_g + rgb_b) / 3;

R=cat(3,Y,zero,zero);

G=cat(3,zero,U,zero);

B=cat(3,zero,zero,V);

RGB=cat(3, Y, Cr, Cb);%通过修改参数的值可以显示各种颜色空间的效果imshow(RGB);

subplot(2,2,1),imshow(R),title('红色分量');

subplot(2,2,2),imshow(G),title('绿色分量');

subplot(2,2,3),imshow(B),title('蓝色分量');

subplot(2,2,4),imshow(RGB);

HIS:

function hsi=rgb2hsi(rgb)

%提取单通道分量

rgb=im2double(rgb);

r=rgb(:,:,1);

g=rgb(:,:,2);

b=rgb(:,:,3);

%实现转换

num=0.5*((r-g)+(r-b));

den=sqrt((r-g).^2+(r-b).*(g-b)); theta=acos(num./(den+eps));

H=theta;

H(b>g)=2*pi-H(b>g);

H=H/(2*pi);

num=min(min(r,g),b);

den=r+g+b;

den(den==0)=eps;

S=1-3.*num./den;

H(S==0)=0;

I=(r+g+b)/3;

hsi=cat(3,H,S,I);

imshow(hsi);

CMY:

function hsi=rgb2CMY(rgb)

rgb=im2double(rgb);

r=rgb(:,:,1);

g=rgb(:,:,2);

b=rgb(:,:,3);

C = 1 - r;

M = 1 - g;

Y = 1 - b;

CMY=cat(3,C,M,Y);

imshow(CMY);