根據數字圖像色彩表示方式的不同，數字圖像有幾種不同的顏色空間（顏色模型），如RGB顏色空間、HSV顏色空間、YUV顏色空間等。下面就具體介紹一下這幾種顏色空間，以及它們在MATLAB中的轉換。
2.2.1 RGB顏色空間
RGB顏色空間是由Red（紅色）、Green（綠色）、Blue（藍色）組成的一種顏色空間。紅、綠、藍這三種顏色被國際照明委員會規定為三原色，這三原色的不同份量比例可以合成任何其他顏色。RGB顏色空間類似一個三維的坐標系，紅色、綠色和藍色分別是一個坐標軸，每種顏色都是空間中的點，由三個數值組成，分別表示在紅色、綠色、藍色上的份量。(0,0,0)表示純黑色，(255,255,255)表示純白色，(0,0,255)表示藍色。
2.2.2 HSV顏色空間
HSV顏色空間由Hue（色調）、Saturation（飽和度）和Value（亮度）組成。HSV顏色空間是1978年提出的，它是一種主觀的顏色空間。HSV顏色空間類似一個六角椎體，如圖2-10所示。色調通常指代顏色名稱。飽和度表示摻入白光的份量，摻入白光的份量越多，則飽和度越低，即S值越小；摻入白光的份量越少，則飽和度越高，即S值越大。亮度表示摻入黑光的份量，摻入黑光的份量越多，則亮度越低，即V越小；摻入黑光的份量越少，則亮度越高，即V越大。
圖2-10 HSV顏色空間模型
2.2.3 YUV顏色空間
YUV顏色空間是歐洲電視系統使用的一種色彩編碼空間，在現代的彩色電視系統中，通過三管彩色攝影機和彩色CCD攝影機得到的彩色圖像信號，經過分色、分別放大校正得到RGB，再進一步經矩陣變換電路得到亮度信號Y和兩個色差信號R-Y（U）、B-Y（V），最後發送端對這三個信號分別編碼，再使用同一信道發出去，這就是YUV顏色空間。若只有亮度Y，沒有U和V，則形成了黑白灰度圖像。
在數字圖像中，圖像的色彩空間還有很多種，如CMYK、Lab、HSL、YIQ等，本書在此不多做介紹。
2.2.4 顏色空間的轉換
1.RGB顏色空間轉換為HSV顏色空間
RGB顏色空間中有三個份量，即R、G、B。HSV顏色空間中也有三個份量，分別是H、S、V。可使用如下算法將RGB顏色空間轉換為HSV顏色空間。
在MATLAB中，函數rgb2hsv可以實現RGB到HSV顏色空間的轉換，用法如下。
hsv=rgb2hsv(rgb)
rgb是輸入的原RGB圖像，它是一個三維的M×N×3的數組，分別是圖像的紅色、綠色和藍色的份量。hsv是經過轉換後的HSV圖像，它是一個三維的M×N×3的數組，分別表示圖像的色調、飽和度和亮度信息。
下面我們通過Code4瞭解如何利用函數rgb2hsv進行RGB到HSV顏色空間的轉換。
運行Code4後，結果如圖2-11所示，有兩組圖，即Figure1和Figure2。Figure1是原RGB圖像和轉換後的HSV圖像的對比，Figure2是轉換後的HSV圖像的色度、飽和度和亮度份量圖。
圖2-11 Code4的運行結果
2.HSV顏色空間轉換為RGB顏色空間
在MATLAB中，也有和rgb2hsv類似的函數。函數hsv2rgb就可以實現HSV到RGB顏色空間的轉換，格式如下。
rgb=hsv2rgb(hsv)
hsv是輸入的原HSV圖像，rgb是經過轉換後的RGB圖像。
下面我們借助Code5瞭解如何利用函數hsv2rgb進行HSV到RGB顏色空間的轉換。
Code5：ch2_5.m
程序Code5首先讀取RGB圖像「1.jpg」，利用函數rgb2hsv將RGB圖像轉換為HSV圖像，然後再利用函數hsv2rgb將上一步得到的HSV圖像轉換為一個新的RGB圖像。最後顯示原RGB圖像、轉換後的HSV圖像和轉換後的新RGB圖像。
運行Code5後，結果如圖2-12所示。可以看到，轉換後的RGB圖像（c）和原RGB圖像（a）是完全相同的。
圖2-12 Code5的運行結果
3.RGB顏色空間轉換為YUV顏色空間
在MATLAB中，沒有用於將RGB顏色空間轉換為YUV顏色空間的函數。Code6程序可以實現RGB到YUV顏色空間的轉換。
Code6：ch2_6.m
運行Code6後，結果如圖2-13所示，有兩組圖，即Figure1和Figure2。Figure1是原RGB圖像和轉換後的YUV圖像的對比，Figure2是轉換後的YUV圖像的亮度信號Y和兩個色差信號U、V的份量圖。
圖2-13 Code6的運行結果