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色差仪基于肤色测量的空间选择

点击:         发布日期:2015-09-29
我们知道色差仪之所可以测量主要靠色度空间,CIELAB是目前工业上使用最多的颜色检测空间,但是对于肤色的测量这种比不是最好。色差仪在肤色检测中使用的空间,要根据肤色使用的方向来确定。CIERGB系统具有真实的三原色,但系统具有负值:CIEXYZ系统消除了负刺激值,其色

我们知道色差仪之所可以测量主要靠色度空间,CIE LAB是目前工业上使用最多的颜色检测空间,但是对于肤色的测量这种比不是最好。色差仪在肤色检测中使用的空间,要根据肤色使用的方向来确定。

CIE RGB系统具有真实的三原色,但系统具有负值:CIE XYZ系统消除了负刺激值,其色度图在对色域的描述上有重要的地位,然而该系统具有较大的不均匀性:CIE LAB是CIE推荐的均匀颜色空间,其均匀性已有很大的改善,该系统与设备无关,色度值和明度值(阶调)可以独立调节,而且当颜色的色差大于视觉的识别阈限(恰可察觉)而又小于孟塞尔系统中相邻两级的色差时,能较好地反映物体色的心理感觉效果。对于肤色诊断的分析研究而言,由于CIE系统是描述视觉感知的颜色度量体系,对颜色的描述不依赖于所用设备,因此在对肤色进行分析时,能够更加客观、真实地评价肤色。国际照明委员会(CIE)规定了将所有的颜色用L*a*b*三个值表示,并用三维的坐标来定义。如图所示,L*为垂直轴代表亮度,其值从0(黑)到100(白),肤色L*值越大肤色越白,a*b*轴是水平轴,a*值代表绿色红轴上颜色的饱和度。负值表示绿色。正值表示红色。a*值越大肤色越红。b*值代表蓝黄轴上颜色的饱和度,负值表示蓝色,正值表示黄色,b*值越大肤色越黄。

图  CIE LAB颜色空间

在计算图形颜色空间中目前较常应用的颜色空间有RGB空间、归一化RGB空间、HSV空间、HSI空间、YCbCr空间。其中,HSV色度空间是孟塞尔色彩空间的简化形式,是以色彩的色调(Hue,H),饱和度(Saturation,S)和亮度(Value,V)三要素来表示的,属于非线性色彩表示系统。HSI色系坐标系就是基于色调H(Hue)、饱和度S(Saturation)和亮度I(Intensity)三坐标轴构成的三维颜色空间。YCbCr颜色空间(或YIQ,YUV空间)来源于国家电视标准委员会(NTSC)制彩色电视信号的传输,它也将色彩表示为三个分量,即亮度(Value,V)三要素来表示的,属于非线性色彩表示系统。HSI色系坐标就是基于色调H(Hue)、饱和度S(Saturation)和亮度I(Intensity)三坐标轴构成的三维颜色空间。YCbCr颜色空间(或YIQ,YUV空间)来源国家电视标准委员会(NTSC)制色彩电视信号的传输,它也将色彩表示为三个分量,即亮度Y,蓝色色度Cb和红色色度Cr。其中各个颜色空间和RGB空间都存在在变换关系。

在目前的文献报道中,大部分的研究都是采用RGB颜色空间,我们知道,所有的颜色都可以由红、绿、蓝(R、G、B)这三种原色组成,按不同的比例调配三原色就可以得出我们所期望的不同颜色,这就是我们最常用的RGB颜色空间。

而文献报道大多采用RGB颜色空间的原因:(1)由于RGB模型与设备相关,所以数码相机直接得到的颜色数据就是R*G*B*值,所以研究者直接应用就比较简单方便。(2)RGB模型是图像处理中最直接常用的颜色模型,所以也易于被直接采用。也有研究者采用了与RGB空间相关的HLS、HIS或HSV颜色空间,师徒从肤色的色调、明度和饱和度等色度特性对肤色进行分析,尝试找出更适合肤色分析的分类方式。这种方法与RGB空间比较,能够更好地从颜色特性的角度对肤色进行描述和分析,但不足之处在于:HLS、HIS和HSV这三个空间均是通过RGB空间变换而来,既源于RGB空间,这样随着不同设备的应用,它们的数值也会随着R*G*B*值的改变而变化,所以同样无法避免上述的RGB空间颜色分析与再现的失真问题。

所引发的问题是,不同的设备对同一样本应用将会得到不同的RGB数据,因此以往的RGB空间到CIE LAB空间的相对转化模型也不存在参考价值,并且还没有出现在肤色颜色区域内的颜色空间转化。

 

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