Der RGB-Farbraum, zwei Dimensionen des normalisierten RGB- oder RGB-Raums, ist ein Farbraum, ein zweidimensionaler Farbraum, in dem es keine Intensitätsinformation gibt.

Im RGB-Farbraum wird ein Pixel durch die Intensität der roten, grünen und blauen Primärfarben identifiziert. Daher kann ein helles Rot als (R, G, B) (255,0,0) dargestellt werden, während ein dunkles Rot (40,0,0) sein kann. In dem normalisierten rgb-Raum oder rg-Raum wird eine Farbe durch den Anteil von Rot, Grün und Blau in der Farbe und nicht durch die Intensität von jedem dargestellt. Da diese Proportionen immer 1 ergeben müssen, können wir nur die Rot- und Grünanteile der Farbe angeben und können den Blauwert bei Bedarf berechnen.

Konvertierung zwischen RGB und RG Chromatizität
Bei einer Farbe (R, G, B) mit R, G, B = Intensität von Rot, Grün und Blau kann dies in Farbe (r, g, b) umgewandelt werden r, g, b implizieren den Anteil von Rot, Grün und Blau in der Originalfarbe:

Die Summe von rgb wird immer gleich eins sein, weil aufgrund dieser Eigenschaft die Dimension b verworfen werden kann, ohne dass Informationen verloren gehen. Die umgekehrte Umwandlung ist nicht möglich mit nur zwei Dimensionen, da die Intensitätsinformation während der Umwandlung in die rg-Farbart verloren geht, zB (1/3, 1/3, 1/3) hat gleiche Anteile jeder Farbe, aber es ist nicht möglich um zu bestimmen, ob dies dunkelgrau, hellgrau oder weiß entspricht. Wenn R, G, B auf den Farbraum r, g, G normiert ist, kann die Umwandlung wie folgt berechnet werden:

Die Umwandlung von rgG nach RGB ist die gleiche wie die Umwandlung von xyY nach XYZ. Die Umwandlung erfordert zumindest einige Informationen bezüglich der Intensität der Szene. Aus diesem Grund ist die Umkehrung möglich, wenn das G erhalten bleibt.

Pixel-basierte photometrische Invarianz
Obwohl die RGB-Farbart weniger Informationen enthält als RGB- oder HSV-Farbräume, hat sie eine Reihe nützlicher Eigenschaften für Computer-Vision-Anwendungen. Insbesondere, wenn eine Szene, die von einer Kamera betrachtet wird, nicht gleichmäßig beleuchtet wird – beispielsweise wenn sie von einem Scheinwerfer beleuchtet wird – dann ändert sich ein Objekt einer bestimmten Farbe in der sichtbaren Farbe, wenn es sich über die Szene bewegt. Wenn Farbe verwendet wird, um ein Objekt in einem RGB-Bild zu verfolgen, kann dies zu Problemen führen. Der Mangel an Intensitätsinformation in RGB-Farbbildern beseitigt dieses Problem und die scheinbare Farbe bleibt konstant. Beachten Sie, dass in dem Fall, in dem verschiedene Teile des Bildes durch verschiedenfarbige Lichtquellen beleuchtet werden, immer noch Probleme auftreten können.

Computer Vision Algorithmen neigen dazu, unter wechselnden Bildgebungsbedingungen zu leiden. Um robustere Computer Vision-Algorithmen zu erstellen, ist es wichtig, einen farbinvarianten Farbraum zu verwenden. Farbinvariante Farbräume sind gegenüber Störungen im Bild desensibilisiert. Ein häufiges Problem bei der Computer-Bildverarbeitung ist die Veränderung der Lichtquelle (Farbe und Intensität) zwischen mehreren Bildern und innerhalb eines einzigen Bildes. Um eine Bildsegmentierung und Objekterkennung richtig durchzuführen, ist ein erhöhter Bedarf an Bildern erforderlich, die gegenüber Veränderungen der Bildgebungsbedingungen stabil sind. Normalisierung RGB-Farbraum zu RGB-Farbsystem führt eine lineare Transformation. Normalisierter rgb-Raum eliminiert den Effekt variierender Intensitäten von der Lichtquelle. Einheitliche Farbflächen mit unterschiedlichen geometrischen Merkmalen werden durch den Winkel und die Intensität der Lichtquelle beeinflusst. Wo eine gleichmäßige rote Oberfläche mit einem gleichmäßigen grünen Objekt auf der Oberseite platziert werden sollte, sollte leicht segmentiert werden. Aufgrund der Form des 3D-Objekts entstehen Schatten, die einheitliche Farbfelder verhindern. Die Normalisierung der Intensität entfernt den Schatten. Ein Lambertscher Reflektor unter einer weißen Beleuchtung ist durch die folgende Gleichung definiert:

Wenn die Gleichungen mit r, g, b in die obige Gleichung eingesetzt werden, werden die folgenden Gleichungen abgeleitet, die die invarianten Eigenschaften des RGB-Farbsystems definieren.

Woher  und  . Das  Koeffizient, der die Beziehung zwischen der Weißlichtquelle und dem Oberflächenreflexionsgrad bezeichnet. Dieser Koeffizient wird aufgehoben, unter der Annahme einer Lambertschen Reflexion und einer weißen Beleuchtung hängt der RGB-Farbraum nur davon ab  . Das normalisierte Bild ist frei von Schatten- und Schattierungseffekten. Der RGB-Farbraum ist abhängig von der Farbe der Lichtquelle. Der Farbraum ist nur abhängig von  welches besteht aus  und  ,  und  werden durch den Sensor und die Oberfläche des Objekts bestimmt.

RGB-Farbraum

Die Chromatizitätskoordinaten r, g und b sind Verhältnisse des einen Normalfarbwerts über die Summe aller drei Normalfarbwerte. Ein neutrales Objekt ergibt gleiche Werte für den roten, grünen und blauen Stimulus. Der Mangel an Luminanzinformation in rg verhindert, dass mehr als 1 Neutralpunkt vorhanden ist, wo alle drei Koordinaten den gleichen Wert haben. Der Weißpunkt des wird durch den Punkt (1 / 3,1 / 3) definiert. Der weiße Punkt hat ein Drittel rot, ein Drittel grün und das letzte Drittel blau. Auf einem ersten Quadranten, wo alle Werte von r und g positiv sind, bildet ein rechtes Dreieck. Wobei max r gleich 1 Einheit entlang des x und max g gleich 1 Einheit entlang der y-Achse ist. Verbinden einer Linie von der maximalen r (1,0) bis zur maximalen g (0,1) von einer geraden Linie mit der Steigung von negativ 1. Jede Probe, die auf diese Linie fällt, hat kein Blau. Wenn Sie sich entlang der Linie von max. R zu max. G bewegen, zeigt sich eine Abnahme von Rot und eine Zunahme von Grün in der Probe, ohne dass sich Blau ändert. Je weiter sich ein Sample von dieser Zeile entfernt, desto mehr Blau ist im Sample vorhanden, das versucht wird, angepasst zu werden.

RGB-Farbspezifikationssystem

rotierender Test primär bei der auf der horizontalen Skala gezeigten Wellenlänge.
RGB ist ein Farbmischsystem. Sobald die Farbanpassungsfunktion bestimmt ist, können die Normfarbwerte leicht bestimmt werden. Da für den Vergleich der Ergebnisse eine Standardisierung erforderlich ist, hat CIE Standards zur Bestimmung der Farbanpassungsfunktion festgelegt.

Die Referenzreize müssen monochromatische Lichter R, G, B sein. Mit Wellenlängen  beziehungsweise.
Der Grundreiz ist weiß mit gleichem Energiespektrum. Erfordert ein Verhältnis von 1.000: 4.5907: 0.0601 (RGB) zum Weißpunkt.
Daher kann ein Weiß mit Gleichenergielicht von 1.000 + 4.5907 + 0.0601 = 5.6508 lm durch Mischen von R, G und B angepasst werden. Guild und Wright verwendeten 17 Subjekte, um RGB-Farbabgleichfunktionen zu bestimmen. RGB-Farbanpassung dient als Basis für die RGB-Farbart. Die RGB-Farbanpassungsfunktionen werden verwendet, um die Tristimulus-RGB-Werte für ein Spektrum zu bestimmen. Durch Normierung der RGB-Farbwerte wird der Farbwert in rgb umgewandelt. Normalisierter RGB-Farbwert kann auf einem aufgetragen werden.

Ein Beispiel für die Farbanpassungsfunktion unten.  ist jede monochromatische. Jede Monochromie kann durch Hinzufügen von Referenzstimuli angepasst werden  und  . Das Testlicht ist auch zu hell, um zu berücksichtigen, dass diese Referenzstimuli dem Ziel hinzugefügt werden, um die Sättigung zu dämpfen. So  ist negativ.  und  kann als ein Vektor in einem dreidimensionalen Raum definiert werden. Dieser dreidimensionale Raum ist als der Farbraum definiert. Irgendeine Farbe  kann erreicht werden, indem eine bestimmte Menge von  und  .

Das negative  fordert Farbabgleichfunktionen, die bei bestimmten Wellenlängen negativ sind. Dies ist der Beweis dafür, warum  Die Farbanpassungsfunktion scheint negative Farbwerte zu haben.

Die Figur zur Seite ist eingezeichnet. Beachten Sie die Wichtigkeit des E, das als der weiße Punkt definiert ist, wo rg gleich sind und einen Wert von 1/3 haben. Als nächstes notiere die Geraden von (0,1) bis (1,0), folgt dem Ausdruck y = -x + 1. Wenn x (rot) zunimmt, nimmt y (grün) um denselben Betrag ab. Jeder Punkt auf der Linie stellt das Limit in rg dar und kann durch einen Punkt definiert werden, der keine b Information enthält und durch eine Kombination von r und g gebildet wird.Die Bewegung der linearen Linie in Richtung E bedeutet eine Abnahme von r und g und eine Zunahme von b. Verwenden Sie in Computer Vision und digitalen Bildern nur den ersten Quadranten, da ein Computer keine negativen RGB-Werte anzeigen kann. Der RGB-Bereich liegt für die meisten Displays zwischen 0 und 255. Wenn jedoch versucht wird, Farbübereinstimmungen unter Verwendung von realen Stimuli zu bilden, sind nach den Graßmannschen Gesetzen negative Werte erforderlich, um alle möglichen Farben zu vergleichen. Dies ist der Grund, warum das in der negativen r-Richtung verläuft.

Konvertierung xyY Farbsystem
Die Vermeidung negativer Farbkoordinatenwerte führte zum Wechsel von rg zu xy. Negative Koordinaten werden im rg-Raum verwendet, da bei der Erstellung einer spektralen Stichprobenübereinstimmung durch Hinzufügen eines Stimulus zur Stichprobe eine Übereinstimmung erzeugt werden kann. Die Farbanpassungsfunktionen r, g und b sind bei bestimmten Wellenlängen negativ, so dass jede monochromatische Probe angepasst werden kann. Dies ist der Grund, warum sich der Spektralort in die negative r-Richtung und immer geringfügig in die negative g-Richtung ausdehnt. Auf einem xy-Chromatizitätsdiagramm wird der Spektralort durch alle positiven Werte von x und y gebildet.