CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.3. Giới thiệu về các không gian màu
Một bức ảnh chụp có thể được biểu diễn bằng các không gian màu khác nhau. Khơng gian màu là một mơ hình tốn học dùng để mô tả các màu sắc trong thực tế được biểu diễn dưới dạng số học. Trên thực tế có rất nhiều khơng gian màu khác nhau được sử dụng vào những mục đích khác nhau. Trong phần này, nhóm sẽ tìm hiểu qua về hai không gian màu cơ bản là RGB và HSV
Không gian màu RGB (Red-Green-Blue)
RGB là không gian màu rất phổ biến được dùng trong đồ họa máy tính và nhiều thiết bị kĩ thuật số khác. Ý tưởng chính của khơng gian màu này là sự kết hợp của 3 màu sắc cơ bản : màu đỏ (R, Red), xanh lục (G, Green) và xanh lơ (B, Blue) để mô tả tất cả các màu sắc khác.
Hình 2. 15 Khơng gian màu RGB
Nếu một ảnh số được mã hoá bằng 24bit, nghĩa là 8bit cho kênh R, 8bit cho kênh G, 8bit cho kênh B, mỗi kênh này sẽ nhận giá trị từ 0-255. Với mỗi giá trị khác nhau của các kênh màu kết hợp với nhau ta sẽ được một màu khác nhau, vậy ta sẽ có tổng cộng 255x255x255 = 16.581.375 triệu màu sắc. Dưới đây là một số màu cơ bản được biểu diễn trong hệ màu RGB:
Ví dụ: màu đen là sự kết hợp của các kênh màu (R, G, B) với giá trị tương ứng (0, 0, 0) màu trắng có giá trị (255, 255, 255), màu vàng có giá trị (255, 255, 0), màu tím đậm có giá trị (64, 0, 128) ...Nếu ta dùng 16bit để mã hóa một kênh màu (48bit cho tồn bộ 3 kênh màu) thì dãi màu sẽ trãi rộng lên tới 3*2^16 = ... Một con số rất lớn.
Dưới đây là một số màu cơ bản được biểu diễn trong hệ màu RGB:
(0,0,0) là màu đen
(255,255,255) là màu trắng
(255,0,0) là màu đỏ
(0,255,0) là màu xanh là cây
(0,0,255) là màu xanh lam
(255,255,0) là màu vàng
(0,255,255) là màu xanh ngọc
(255,0,255) là màu hồng canh sen
Không gian màu HSV (Hue-Saturation-Value)
Khơng gian màu này cịn có tên khác là HSI (Hue-Saturation-Intensity), HSL(Hue-Saturation-Light). Nó dựa trên các đặc tính màu trực quan như sắc (tint),
bóng (shade) và tơng màu (tone); nói cách khác là họ màu, độ thuần khiết, và độ sáng. Hệ tọa độ cho khơng gian màu này là hình trụ:
Giá trị màu thuần khiết (Hue) chạy từ 0 đến 360°
Độ bão hòa màu (Saturation) là mức độ thuần khiết của màu, có thể hiểu là có bao nhiêu màu trắng được thêm vào màu thuần khiết này. Giá trị của S nằm trong đoạn [0, 255], trong đó S = 255 là màu tinh khiết nhất, hồn tồn khơng pha trắng. Nói cách khác, S càng lớn thì màu càng tinh khiết, nguyên chất.
Độ sáng của màu (Value), cịn được gọi là Intensity, Lightness, có giá trị dao động trong đoạn [0, 255], trong đó V = 0 là hồn tồn tối (đen), V = 255 là hồn tồn sáng. Nói cách khác, V càng lớn thì màu càng sáng.
Hình 2. 17 Mơ hình màu HSV
2.3.1. Tạo phổ màu
Phổ màu thể hiện sự phân bố màu sắc của một hình ảnh trong không gian hue-saturationlightness (HSL). Nếu hình ảnh đầu vào ở định dạng RGB, trước tiên hình ảnh được chuyển đổi sang định dạng HSL và phổ màu được tính từ khơng gian HSL. Thành phần độ chói hoặc cường độ trong không gian HSL được tách biệt khỏi thông tin màu sắc.
Mỗi phần tử trong mảng phổ màu tương ứng với một phần màu trong không gian HSL. Hai phần tử cuối cùng của mảng lần lượt thể hiện các màu đen và trắng. Hình dưới đây minh họa cách chia không gian màu HSL thành các phần. Không gian màu được chia thành một số khu vực bằng nhau và mỗi khu vực lại được chia thành hai phần: một phần đại diện cho vùng bão hòa cao và phần khác đại diện cho các vùng bão hịa thấp.
Hình 2. 18 Hình ảnh phân chia phổ màu
Mỗi phần này tương ứng mỗi màu trong bảng phổ màu nhiều chi tiết, chẳng hạn độ phân giải cao hơn so với phổ thì có ít ơ hơn. Trong NI Vision của Labview có 3 mức để đặt độ nhạy màu sắc, đó là thấp, trung bình và cao. Độ nhạy thấp chia khơng
gian màu sắc thành 7 khu vực, tạo ra tổng cộng phần. Độ nhạy trung
bình chia khơng gian màu sắc thành 14 phần, tạo ra tổng cộng phần.
Độ nhạy cao chia không gian màu sắc làm 28 phần, tạo ra tổng số phần.