根据数字图像色彩表示方式的不同，数字图像有几种不同的颜色空间（颜色模型），如RGB颜色空间、HSV颜色空间、YUV颜色空间等。下面就具体介绍一下这几种颜色空间，以及它们在MATLAB中的转换。
2.2.1 RGB颜色空间
RGB颜色空间是由Red（红色）、Green（绿色）、Blue（蓝色）组成的一种颜色空间。红、绿、蓝这三种颜色被国际照明委员会规定为三原色，这三原色的不同分量比例可以合成任何其他颜色。RGB颜色空间类似一个三维的坐标系，红色、绿色和蓝色分别是一个坐标轴，每种颜色都是空间中的点，由三个数值组成，分别表示在红色、绿色、蓝色上的分量。(0,0,0)表示纯黑色，(255,255,255)表示纯白色，(0,0,255)表示蓝色。
2.2.2 HSV颜色空间
HSV颜色空间由Hue（色调）、Saturation（饱和度）和Value（亮度）组成。HSV颜色空间是1978年提出的，它是一种主观的颜色空间。HSV颜色空间类似一个六角椎体，如图2-10所示。色调通常指代颜色名称。饱和度表示掺入白光的分量，掺入白光的分量越多，则饱和度越低，即S值越小；掺入白光的分量越少，则饱和度越高，即S值越大。亮度表示掺入黑光的分量，掺入黑光的分量越多，则亮度越低，即V越小；掺入黑光的分量越少，则亮度越高，即V越大。
图2-10 HSV颜色空间模型
2.2.3 YUV颜色空间
YUV颜色空间是欧洲电视系统使用的一种色彩编码空间，在现代的彩色电视系统中，通过三管彩色摄影机和彩色CCD摄影机得到的彩色图像信号，经过分色、分别放大校正得到RGB，再进一步经矩阵变换电路得到亮度信号Y和两个色差信号R-Y（U）、B-Y（V），最后发送端对这三个信号分别编码，再使用同一信道发出去，这就是YUV颜色空间。若只有亮度Y，没有U和V，则形成了黑白灰度图像。
在数字图像中，图像的色彩空间还有很多种，如CMYK、Lab、HSL、YIQ等，本书在此不多做介绍。
2.2.4 颜色空间的转换
1.RGB颜色空间转换为HSV颜色空间
RGB颜色空间中有三个分量，即R、G、B。HSV颜色空间中也有三个分量，分别是H、S、V。可使用如下算法将RGB颜色空间转换为HSV颜色空间。
在MATLAB中，函数rgb2hsv可以实现RGB到HSV颜色空间的转换，用法如下。
hsv=rgb2hsv(rgb)
rgb是输入的原RGB图像，它是一个三维的M×N×3的数组，分别是图像的红色、绿色和蓝色的分量。hsv是经过转换后的HSV图像，它是一个三维的M×N×3的数组，分别表示图像的色调、饱和度和亮度信息。
下面我们通过Code4了解如何利用函数rgb2hsv进行RGB到HSV颜色空间的转换。
运行Code4后，结果如图2-11所示，有两组图，即Figure1和Figure2。Figure1是原RGB图像和转换后的HSV图像的对比，Figure2是转换后的HSV图像的色度、饱和度和亮度分量图。
图2-11 Code4的运行结果
2.HSV颜色空间转换为RGB颜色空间
在MATLAB中，也有和rgb2hsv类似的函数。函数hsv2rgb就可以实现HSV到RGB颜色空间的转换，格式如下。
rgb=hsv2rgb(hsv)
hsv是输入的原HSV图像，rgb是经过转换后的RGB图像。
下面我们借助Code5了解如何利用函数hsv2rgb进行HSV到RGB颜色空间的转换。
Code5：ch2_5.m
程序Code5首先读取RGB图像“1.jpg”，利用函数rgb2hsv将RGB图像转换为HSV图像，然后再利用函数hsv2rgb将上一步得到的HSV图像转换为一个新的RGB图像。最后显示原RGB图像、转换后的HSV图像和转换后的新RGB图像。
运行Code5后，结果如图2-12所示。可以看到，转换后的RGB图像（c）和原RGB图像（a）是完全相同的。
图2-12 Code5的运行结果
3.RGB颜色空间转换为YUV颜色空间
在MATLAB中，没有用于将RGB颜色空间转换为YUV颜色空间的函数。Code6程序可以实现RGB到YUV颜色空间的转换。
Code6：ch2_6.m
运行Code6后，结果如图2-13所示，有两组图，即Figure1和Figure2。Figure1是原RGB图像和转换后的YUV图像的对比，Figure2是转换后的YUV图像的亮度信号Y和两个色差信号U、V的分量图。
图2-13 Code6的运行结果