顏色空間是用空面模型的形式對(duì)顏色進(jìn)行描述的一種方式，色差儀作為顏色測(cè)量的專(zhuān)業(yè)儀器，設(shè)置了多種類(lèi)型的顏色空間，不同顏色空間在表述同一顏色信息是不同的，有時(shí)候就需要進(jìn)行顏色空間的轉(zhuǎn)換。本文介紹了RGB顏色空間與XYZ顏色空間轉(zhuǎn)換關(guān)系式。

RGB顏色空間介紹：

RGB顏色空間以紅（R）、綠（G）和藍(lán)（B）三種基本顏色為基礎(chǔ)，三種顏色進(jìn)行不同程度的疊加，能夠產(chǎn)生豐富的顏色，因此 RGB顏色空間又被稱(chēng)為三基色模型。在該模型中，R、G、B分別位于3個(gè)角上，黑色位于原點(diǎn)處，白色位于離遠(yuǎn)點(diǎn)最遠(yuǎn)的對(duì)角點(diǎn)處，灰度級(jí)沿著這兩點(diǎn)的連線分布。在該模型中，不同的顏色處在立方體上或者在其內(nèi)部，并且可以用從原點(diǎn)分布的向量來(lái)定義。即每一種顏色可以用紅、綠、藍(lán)三個(gè)顏色分量的坐標(biāo)來(lái)表示，如（0，0，0）表示黑色，（160，32，24）表示紫色，（0，255，0）表示綠色，（255，255，255）表示白色等。若將顏色值進(jìn)行歸一化，原立方體就變成一個(gè)單位立方體，所有的R、G、B值都取值范圍在[0，1]內(nèi)。

RGB顏色空間采用物理三原色對(duì)顏色進(jìn)行表示，這種方式比較簡(jiǎn)單，但給定任意一個(gè)R、G、B值，無(wú)法準(zhǔn)確知道所表述的顏色，并不符合人的視覺(jué)特點(diǎn)。而且RGB顏色空間不是一個(gè)均勻的顏色空間，即空間坐標(biāo)上等距離的兩點(diǎn)并不能表示出顏色的差異性，因此，RGB顏色空間并不適合用作色差檢測(cè)。

XYZ顏色空間介紹：

CIEXYZ顏色空間也稱(chēng)作CIE1931XYZ顏色空間，是CIE色彩空間中一個(gè)最先采用數(shù)學(xué)方法來(lái)定義顏色的標(biāo)準(zhǔn)空間，1931年國(guó)際照明委員會(huì)在進(jìn)行了大量正常人視覺(jué)測(cè)量和統(tǒng)計(jì)建立了“標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者”，并通過(guò)對(duì)比計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)和人眼視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)顏色感知后建立的一套與人眼視覺(jué)感知光譜相一致的三原色顏色空間。

由于CIERGB顏色模型存在負(fù)波形現(xiàn)象，使得該顏色空間的表達(dá)與實(shí)際情況不相符，更不利于理解，在1931年國(guó)際照明委員會(huì)通過(guò)對(duì)顏色CIERGB系統(tǒng)的研究，改用三個(gè)假想原色X、Y、Z建立了CIEXYZ顏色系統(tǒng)，通過(guò)線性關(guān)系的映射使得CIEXYZ顏色空間的顏色比配光譜全部為正值。由于人類(lèi)視覺(jué)能夠響應(yīng)不同波長(zhǎng)范圍的顏色，所有可視顏色的完整繪圖是三維的，但由于人眼視覺(jué)對(duì)顏色的感知可分為兩部分：明度和色度。例如，白色是明亮的顏色，而灰色被認(rèn)為是不太亮的白色。換句說(shuō)，可以理解為白色和灰色的色度一樣，不同的只是明度。CIEXYZ顏色空間中Y參數(shù)表達(dá)的是顏色的明度或是亮度的測(cè)量，其色度是通過(guò)參數(shù)X和Y來(lái)確定，XYZ雖是由紅綠藍(lán)三原色轉(zhuǎn)換而來(lái)的一種參數(shù)，但歸根結(jié)底是三個(gè)假想色，沒(méi)有太大的實(shí)際意義。

雖然CIEXYZ顏色空間是基于人眼的視覺(jué)感知建立的標(biāo)準(zhǔn)顏色空間，但其顏色空間中兩種顏色的差別大小無(wú)法表達(dá)人眼對(duì)顏色差異的感知情況，所以該顏色空間無(wú)法模仿人眼視覺(jué)對(duì)顏色差別的感知，因而，無(wú)法采用該顏色空間將人眼視覺(jué)對(duì)色差的感知以數(shù)據(jù)形式準(zhǔn)確表達(dá)。為此，CIE研究了其他標(biāo)準(zhǔn)顏色空間專(zhuān)門(mén)針對(duì)模擬人眼視覺(jué)對(duì)顏色感知差別的顏色空間，常見(jiàn)的就有CIELab顏色空間。

RGB顏色空間與XYZ顏色空間轉(zhuǎn)換關(guān)系式：

RGB顏色空間是一種與設(shè)備有關(guān)的顏色空間，而CIEXYZ顏色空間是一種與設(shè)備無(wú)關(guān)的顏色空間，在圖像處理中各種顏色空間各有優(yōu)缺點(diǎn)，將RGB顏色空間轉(zhuǎn)化到CIEXYZ顏色空間中涉及到一個(gè)問(wèn)題，就是如何將不同大小的顏色空間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，確定其映射關(guān)系。

在CIEXYZ顏色空間研究初期，CIEXYZ顏色空間是通過(guò)將RGB顏色空間轉(zhuǎn)化到CIERGB顏色空間（以一種單一波長(zhǎng)原色的特定集合）后將CIERGB顏色空間轉(zhuǎn)化到CIEXYZ顏色空間。但為實(shí)現(xiàn)RGB顏色空間到CIEXYZ顏色空間的直接轉(zhuǎn)換，國(guó)際照明委員會(huì)通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)和人眼視覺(jué)觀測(cè)的顏色進(jìn)行大量的比配實(shí)驗(yàn)得到的等能光譜的三原色的相對(duì)數(shù)量，得出從RGB顏色空間到CIEXYZ顏色空間的轉(zhuǎn)換公式如下公式所示：

觀察上述公式可知，其中X=0.412453*R+0.357580*G+0.180423*B，各系數(shù)相加之和為0.950456，非常接近于1，而R、G、B各分量的取值范圍為[0，255]，當(dāng)系數(shù)和為1時(shí)，X的取值范圍也必然在[0，255]，因而為實(shí)現(xiàn) CIEXYZ顏色空間到RGB顏色空間的同等范圍的映射，需對(duì)各系數(shù)進(jìn)行修改，使其和等于1，第一行的系數(shù)應(yīng)分別修改為[0.412453 0.357580 0.180423]/[0.950456]=[0.433953 0.376219 0.189828]，依此方法對(duì)Z分量的轉(zhuǎn)換系數(shù)進(jìn)行修正，而Y分量的系數(shù)之和為1，所以無(wú)需修改。最終得到RGB顏色空間和CIEXYZ顏色空間互相轉(zhuǎn)換的公式如下：