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OpenCV HSV顏色識(shí)別及HSV基本顏色分量范圍

更新時(shí)間：2019年03月22日 10:00:25 作者：Taily老段

這篇文章主要介紹了OpenCV HSV顏色識(shí)別及HSV基本顏色分量范圍，小編覺(jué)得挺不錯(cuò)的，現(xiàn)在分享給大家，也給大家做個(gè)參考。一起跟隨小編過(guò)來(lái)看看吧

一般對(duì)顏色空間的圖像進(jìn)行有效處理都是在HSV空間進(jìn)行的，然后對(duì)于基本色中對(duì)應(yīng)的HSV分量需要給定一個(gè)嚴(yán)格的范圍，下面是通過(guò)實(shí)驗(yàn)計(jì)算的模糊范圍（準(zhǔn)確的范圍在網(wǎng)上都沒(méi)有給出）。

H: 0 — 180

S: 0 — 255

V: 0 — 255

此處把部分紅色歸為紫色范圍：

目前在計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域存在著較多類(lèi)型的顏色空間(color space)。HSL和HSV是兩種最常見(jiàn)的圓柱坐標(biāo)表示的顏色模型，它重新影射了RGB模型，從而能夠視覺(jué)上比RGB模型更具有視覺(jué)直觀性。

HSV顏色空間

HSV(hue,saturation,value)顏色空間的模型對(duì)應(yīng)于圓柱坐標(biāo)系中的一個(gè)圓錐形子集，圓錐的頂面對(duì)應(yīng)于V=1. 它包含RGB模型中的R=1，G=1，B=1 三個(gè)面，所代表的顏色較亮。色彩H由繞V軸的旋轉(zhuǎn)角給定。紅色對(duì)應(yīng)于角度0° ，綠色對(duì)應(yīng)于角度120°，藍(lán)色對(duì)應(yīng)于角度240°。在HSV顏色模型中，每一種顏色和它的補(bǔ)色相差180° 。飽和度S取值從0到1，所以圓錐頂面的半徑為１。HSV顏色模型所代表的顏色域是CIE色度圖的一個(gè)子集，這個(gè) 模型中飽和度為百分之百的顏色，其純度一般小于百分之百。在圓錐的頂點(diǎn)(即原點(diǎn))處，V=0,H和S無(wú)定義，代表黑色。圓錐的頂面中心處S=0，V=1,H無(wú)定義，代表白色。從該點(diǎn)到原點(diǎn)代表亮度漸暗的灰色，即具有不同灰度的灰色。對(duì)于這些點(diǎn)，S=0,H的值無(wú)定義?？梢哉f(shuō)，HSV模型中的V軸對(duì)應(yīng)于RGB顏色空間中的主對(duì)角線(xiàn)。在圓錐頂面的圓周上的顏色，V=1，S=1,這種顏色是純色。HSV模型對(duì)應(yīng)于畫(huà)家配色的方法。畫(huà)家用改變色濃和色深的方法從某種純色獲得不同色調(diào)的顏色，在一種純色中加入白色以改變色濃，加入黑色以改變色深，同時(shí) 加入不同比例的白色，黑色即可獲得各種不同的色調(diào)。

HSI顏色空間

HSI色彩空間是從人的視覺(jué)系統(tǒng)出發(fā)，用色調(diào)(Hue)、色飽和度(Saturation或Chroma)和亮度 (Intensity或Brightness)來(lái)描述色彩。HSI色彩空間可以用一個(gè)圓錐空間模型來(lái)描述。用這種描述HIS色彩空間的圓錐模型相當(dāng)復(fù)雜，但確能把色調(diào)、亮度和色飽和度的變化情形表現(xiàn)得很清楚。通常把色調(diào)和飽和度通稱(chēng)為色度，用來(lái)表示顏色的類(lèi)別與深淺程度。由于人的視覺(jué)對(duì)亮度的敏感程度遠(yuǎn)強(qiáng)于對(duì)顏色濃淡的敏感程度，為了便于色彩處理和識(shí)別，人的視覺(jué)系統(tǒng)經(jīng)常采用HSI色彩空間，它比RGB色彩空間更符合人的視覺(jué)特性。在圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺(jué)中大量算法都可在HSI色彩空間中方便地使用，它們可以分開(kāi)處理而且是相互獨(dú)立的。因此，在HSI色彩空間可以大大簡(jiǎn)化圖像分析和處理的工作量。HSI色彩空間和RGB色彩空間只是同一物理量的不同表示法，因而它們之間存在著轉(zhuǎn)換關(guān)系。

HSI 色彩模型是從人的視覺(jué)系統(tǒng)出發(fā)，用 H 代表色相 (Hue)、S 代表飽和度 (Saturation) 和 I 代表亮度 (Intensity) 來(lái)描述色彩。飽和度與顏色的白光光量剛好成反比，它可以說(shuō)是一個(gè)顏色鮮明與否的指標(biāo)。因此如果我們?cè)陲@示器上使用 HIS 模型來(lái)處理圖像，將能得到較為逼真的效果。

色相 (Hue)：指物體傳導(dǎo)或反射的波長(zhǎng)。更常見(jiàn)的是以顏色如紅色，橘色或綠色來(lái)辨識(shí)，取 0 到 360 度的數(shù)值來(lái)衡量。
飽和度 (Saturation)：又稱(chēng)色度，是指色彩的強(qiáng)度或純度。飽和度代表灰色與色調(diào)的比例，并以 0% (灰色) 到 100% (完全飽和) 來(lái)衡量。
亮度 (Intensity)：是指顏色的相對(duì)明暗度，通常以 0% (黑色) 到 100% (白色) 的百分比來(lái)衡量。

HSL代表色調(diào)(Hue)，飽和度(Saturation)和亮度(Lightness)，通常也稱(chēng)為HLS。HSV代表色調(diào)，飽和度和值(Value)。注意HSL 和HSV的兩個(gè)H的含義是相同的，而飽和度的定義是不同的，雖然都叫飽和度，從后面的定義可以看出二者的不同。
HSL 和 HSV 二者都把顏色描述在圓柱體內(nèi)的點(diǎn)，這個(gè)圓柱的中心軸取值為自底部的黑色到頂部的白色而在它們中間是的灰色，繞這個(gè)軸的角度對(duì)應(yīng)于“色相”，到這個(gè)軸的距離對(duì)應(yīng)于“飽和度”，而沿著這個(gè)軸的距離對(duì)應(yīng)于“亮度”，“色調(diào)”或“明度”。 HSV 以人類(lèi)更熟悉的方式封裝了關(guān)于顏色的信息：“這是什么顏色？深淺如何？明暗如何？”。HSL 顏色空間類(lèi)似于 HSV，在某些方面甚至比它還好。HSL的模型為雙圓錐形狀。

這兩種表示在用目的上類(lèi)似，但在方法上有區(qū)別。二者在數(shù)學(xué)上都是圓柱，但 HSV（色相，飽和度，明度）在概念上可以被認(rèn)為是顏色的倒圓錐體（黑點(diǎn)在下頂點(diǎn)，白色在上底面圓心），HSL 在概念上表示了一個(gè)雙圓錐體和圓球體（白色在上頂點(diǎn)，黑色在下頂點(diǎn)，最大橫切面的圓心是半程灰色）。HSV 模型在 1978 年由埃爾維?雷?史密斯創(chuàng)立。下圖給出了HSL和HSV的圓柱模型。