HSL色空間とHSV色空間
ある領域に関して知覚される色が多かれ少なかれ有彩色に見えるということに関する視覚的属性。
HSL、HSVやそれらに関連する色空間は、例えば単色を選択する程度であれば十分な機能を果たすものの、色の詳細な情報の多くを無視する。1970年代の画像処理装置や、1990年代の一般向けコンピューターなどでは、色の知覚的な関連性と高速な計算を両立しなければならなかったことが、この問題の背景にある。
HSLとHSVはRGBの単純な変換であり、RGB立方体の R, G, B の頂点が無彩色の軸から等距離・等間隔で配置されるという、人間の知覚とは無関係な対称性を保持している。RGBの色域をLab色空間のような知覚的に均一な空間にプロットする(図15)と明らかであるが、赤、緑、青の知覚的な明るさや彩度はそれぞれ異なり、色相も等間隔でない。
また、変換されるRGB空間が用いるガンマ補正などの特性によって、HSLやHSVの値は変化する。
HSLとHSVによる色表現の人間の知覚との乖離は、画像からHue、Saturation、Lightness・Valueをそれぞれ抽出し、同名の学術的な定義と比較することで顕著となる。
図16aの画像は、sRGB色空間を用いたカラー画像である。図16bは CIELAB L*(sRGB色空間の元となったCIEXYZ色空間の色成分のうち、知覚的な明るさを示す無彩色輝度成分 Y のみに依存する量)によるグレースケール画像であり、これは元のカラー画像に近い明るさであると感じられる。図16cのLuma( Y' )による画像でも、彩度の高い部分ではやや異なって見えるが、似たように感じられる。
( R 1 , G 1 , B 1 ) = { ( 0 , 0 , 0 ) if H is undefined ( C , X , 0 ) if 0 ≦ H ′ < 1 ( X , C , 0 ) if 1 ≦ H ′ < 2 ( 0 , C , X ) if 2 ≦ H ′ < 3 ( 0 , X , C ) if 3 ≦ H ′ < 4 ( X , 0 , C ) if 4 ≦ H ′ < 5 ( C , 0 , X ) if 5 ≦ H ′ < 6 {\displaystyle (R_{1},G_{1},B_{1})={\begin{cases}(0,0,0)&{\text{if}}~H~{\text{is undefined}}\\(C,X,0)&{\text{if}}~~0\leqq H^{\prime }\!<1\\(X,C,0)&{\text{if}}~~1\leqq H^{\prime }\!<2\\(0,C,X)&{\text{if}}~~2\leqq H^{\prime }\!<3\\(0,X,C)&{\text{if}}~~3\leqq H^{\prime }\!<4\\(X,0,C)&{\text{if}}~~4\leqq H^{\prime }\!<5\\(C,0,X)&{\text{if}}~~5\leqq H^{\prime }\!<6\end{cases}}}
最後に、Lightnessを合わせるために R1, G1, B1 それぞれに m を加えると、 R, G, B が求められる。
m = L − C 2 {\displaystyle m=L-{\frac {C}{2}}}
( R , G , B ) = ( R 1 + m , G 1 + m , B 1 + m ) {\displaystyle (R,G,B)=(R_{1}\!+m,~G_{1}\!+m,~B_{1}\!+m)}
Hue H はHSL、HSVで共通であり、次のように求められる。
H := { u n d e f i n e d , if C = 0 60 ∘ × ( G − B C mod 6 ) , if V = R 60 ∘ × ( B − R C + 2 ) , if V = G 60 ∘ × ( R − G C + 4 ) , if V = B {\displaystyle H:={\begin{cases}\mathrm {undefined} ,&{\text{if}}~~C=0\\60^{\circ }\!\times \!{\Big (}{\frac {G-B}{C}}{\bmod {6}}{\Big )},&{\text{if}}~~V=R\\60^{\circ }\!\times \!{\Big (}{\frac {B-R}{C}}+2{\Big )},&{\text{if}}~~V=G\\60^{\circ }\!\times \!{\Big (}{\frac {R-G}{C}}+4{\Big )},&{\text{if}}~~V=B\end{cases}}}
ある領域が、知覚される色(例えば赤、黄、緑、青)、あるいはそれらの2色の組み合わせに近いように見えるということに関する視覚的属性。
Hueを H ∈ [0°, 360°) 、Chromaを C ∈ [0, 1] 、Lumaを Y'601 ∈ [0, 1] とする。
H ′ = H 60 ∘ {\displaystyle H^{\prime }={\frac {H}{60^{\circ }\!}}}
X = C × ( 1 − | ( H ′ mod 2 ) − 1 | ) {\displaystyle X=C\times {\big (}1-{\big \vert }(H^{\prime }\!{\bmod {2}})-1{\big \vert }{\big )}}
( R 1 , G 1 , B 1 ) = { ( 0 , 0 , 0 ) if H is undefined ( C , X , 0 ) if 0 ≦ H ′ ≦ 1 ( X , C , 0 ) if 1 ≦ H ′ ≦ 2 ( 0 , C , X ) if 2 ≦ H ′ ≦ 3 ( 0 , X , C ) if 3 ≦ H ′ ≦ 4 ( X , 0 , C ) if 4 ≦ H ′ ≦ 5 ( C , 0 , X ) if 5 ≦ H ′ ≦ 6 {\displaystyle (R_{1},G_{1},B_{1})={\begin{cases}(0,0,0)&{\text{if}}~H~{\text{is undefined}}\\(C,X,0)&{\text{if}}~~0\leqq H^{\prime }\!\leqq 1\\(X,C,0)&{\text{if}}~~1\leqq H^{\prime }\!\leqq 2\\(0,C,X)&{\text{if}}~~2\leqq H^{\prime }\!\leqq 3\\(0,X,C)&{\text{if}}~~3\leqq H^{\prime }\!\leqq 4\\(X,0,C)&{\text{if}}~~4\leqq H^{\prime }\!\leqq 5\\(C,0,X)&{\text{if}}~~5\leqq H^{\prime }\!\leqq 6\end{cases}}}