我想设计一个程序，可以帮助我在5种预定义的颜色中评估哪一种更类似于可变颜色，以及与可变颜色的百分比。问题是我不知道如何手动一步一步地做到这一点。所以想一个程序就更难了。
更多细节:颜色来自不同颜色的管子和凝胶的照片。我有5个不同颜色的管子，每个代表5个等级中的1个。我想拍摄其他样本的照片，然后在电脑上通过比较颜色来评估样本属于哪个级别，我也想知道一个近似的百分比。我想要一个这样做的程序:http://www.colortools.net/color_matcher.html
如果你能告诉我该采取什么步骤，即使它们需要我手动思考和执行。那会很有帮助的。
当前回答
只是另一个答案，尽管它与Supr的答案相似-只是不同的颜色空间。
问题是:人类感知颜色的差异并不均匀，而RGB颜色空间忽略了这一点。因此，如果你使用RGB颜色空间，只是计算两种颜色之间的欧几里得距离，你可能会得到一个在数学上绝对正确的差异，但与人类告诉你的不一致。
This may not be a problem - the difference is not that large I think, but if you want to solve this "better" you should convert your RGB colors into a color space that was specifically designed to avoid the above problem. There are several ones, improvements from earlier models (since this is based on human perception we need to measure the "correct" values based on experimental data). There's the Lab colorspace which I think would be the best although a bit complicated to convert it to. Simpler would be the CIE XYZ one.
这里有一个网站列出了在不同颜色空间之间转换的公式，所以你可以尝试一下。
其他回答
这只是我第一次想到的一个想法(如果愚蠢的话，对不起)。 颜色的三个分量可以假定为点的三维坐标，然后可以计算点之间的距离。
外汇期货
Point1 has R1 G1 B1
Point2 has R2 G2 B2
颜色之间的距离为
d=sqrt((r2-r1)^2+(g2-g1)^2+(b2-b1)^2)
比例是
p=d/sqrt((255)^2+(255)^2+(255)^2)
颜色值有不止一个维度，所以没有内在的方法来比较两种颜色。您必须为您的用例确定颜色的含义，从而确定如何最好地比较它们。
很可能你想比较颜色的色相、饱和度和/或明度属性，而不是红/绿/蓝组件。如果你不知道如何比较它们，那就拿几对样品颜色，在心里比较一下，然后试着向自己证明/解释为什么它们相似/不同。
一旦你知道了你想要比较的颜色的哪些属性/成分，那么你就需要弄清楚如何从颜色中提取这些信息。
最有可能的是，你只需要将颜色从常见的RedGreenBlue表示转换为HueSaturationLightness，然后计算类似的东西
avghue = (color1.hue + color2.hue)/2
distance = abs(color1.hue-avghue)
这个例子会给你一个简单的标量值，指示颜色的渐变/色相彼此之间的距离。
参见维基百科上的HSL和HSV。
我猜你最后想分析一幅完整的图像，对吧?所以你可以检查单位颜色矩阵的最小/最大差值。
大多数处理图形的数学操作都使用矩阵，因为使用矩阵的可能算法通常比经典的逐点距离和比较计算更快。(例如，对于使用DirectX, OpenGL，…的操作)
所以我认为你应该从这里开始:
http://en.wikipedia.org/wiki/Identity_matrix
http://en.wikipedia.org/wiki/Matrix_difference_equation
…正如Beska在上面评论的那样:
这可能不会带来最好的“可见”差异……
这也意味着，如果你在处理图像，你的算法取决于你对“相似”的定义。
您需要将任何RGB颜色转换为Lab颜色空间，以便能够以人类看到它们的方式进行比较。否则你会得到RGB颜色“匹配”在一些非常奇怪的方式。
关于颜色差异的维基百科链接向您介绍了多年来定义的各种Lab颜色空间差异算法。最简单的方法是检查两种实验室颜色的欧几里得距离，可以工作，但有一些缺陷。
在OpenIMAJ项目中有一个更复杂的CIEDE2000算法的Java实现。提供你的两组Lab颜色，它会给你一个距离值。
以下所有方法的结果都是0-100。
internal static class ColorDifference
{
internal enum Method
{
Binary, // true or false, 0 is false
Square,
Dimensional,
CIE76
}
public static double Calculate(Method method, int argb1, int argb2)
{
int[] c1 = ColorConversion.ArgbToArray(argb1);
int[] c2 = ColorConversion.ArgbToArray(argb2);
return Calculate(method, c1[1], c2[1], c1[2], c2[2], c1[3], c2[3], c1[0], c2[0]);
}
public static double Calculate(Method method, int r1, int r2, int g1, int g2, int b1, int b2, int a1 = -1, int a2 = -1)
{
switch (method)
{
case Method.Binary:
return (r1 == r2 && g1 == g2 && b1 == b2 && a1 == a2) ? 0 : 100;
case Method.CIE76:
return CalculateCIE76(r1, r2, g1, g2, b1, b2);
case Method.Dimensional:
if (a1 == -1 || a2 == -1) return Calculate3D(r1, r2, g1, g2, b1, b2);
else return Calculate4D(r1, r2, g1, g2, b1, b2, a1, a2);
case Method.Square:
return CalculateSquare(r1, r2, g1, g2, b1, b2, a1, a2);
default:
throw new InvalidOperationException();
}
}
public static double Calculate(Method method, Color c1, Color c2, bool alpha)
{
switch (method)
{
case Method.Binary:
return (c1.R == c2.R && c1.G == c2.G && c1.B == c2.B && (!alpha || c1.A == c2.A)) ? 0 : 100;
case Method.CIE76:
if (alpha) throw new InvalidOperationException();
return CalculateCIE76(c1, c2);
case Method.Dimensional:
if (alpha) return Calculate4D(c1, c2);
else return Calculate3D(c1, c2);
case Method.Square:
if (alpha) return CalculateSquareAlpha(c1, c2);
else return CalculateSquare(c1, c2);
default:
throw new InvalidOperationException();
}
}
// A simple idea, based on on a Square
public static double CalculateSquare(int argb1, int argb2)
{
int[] c1 = ColorConversion.ArgbToArray(argb1);
int[] c2 = ColorConversion.ArgbToArray(argb2);
return CalculateSquare(c1[1], c2[1], c1[2], c2[2], c1[3], c2[3]);
}
public static double CalculateSquare(Color c1, Color c2)
{
return CalculateSquare(c1.R, c2.R, c1.G, c2.G, c1.B, c2.B);
}
public static double CalculateSquareAlpha(int argb1, int argb2)
{
int[] c1 = ColorConversion.ArgbToArray(argb1);
int[] c2 = ColorConversion.ArgbToArray(argb2);
return CalculateSquare(c1[1], c2[1], c1[2], c2[2], c1[3], c2[3], c1[0], c2[0]);
}
public static double CalculateSquareAlpha(Color c1, Color c2)
{
return CalculateSquare(c1.R, c2.R, c1.G, c2.G, c1.B, c2.B, c1.A, c2.A);
}
public static double CalculateSquare(int r1, int r2, int g1, int g2, int b1, int b2, int a1 = -1, int a2 = -1)
{
if (a1 == -1 || a2 == -1) return (Math.Abs(r1 - r2) + Math.Abs(g1 - g2) + Math.Abs(b1 - b2)) / 7.65;
else return (Math.Abs(r1 - r2) + Math.Abs(g1 - g2) + Math.Abs(b1 - b2) + Math.Abs(a1 - a2)) / 10.2;
}
// from:http://stackoverflow.com/questions/9018016/how-to-compare-two-colors
public static double Calculate3D(int argb1, int argb2)
{
int[] c1 = ColorConversion.ArgbToArray(argb1);
int[] c2 = ColorConversion.ArgbToArray(argb2);
return Calculate3D(c1[1], c2[1], c1[2], c2[2], c1[3], c2[3]);
}
public static double Calculate3D(Color c1, Color c2)
{
return Calculate3D(c1.R, c2.R, c1.G, c2.G, c1.B, c2.B);
}
public static double Calculate3D(int r1, int r2, int g1, int g2, int b1, int b2)
{
return Math.Sqrt(Math.Pow(Math.Abs(r1 - r2), 2) + Math.Pow(Math.Abs(g1 - g2), 2) + Math.Pow(Math.Abs(b1 - b2), 2)) / 4.41672955930063709849498817084;
}
// Same as above, but made 4D to include alpha channel
public static double Calculate4D(int argb1, int argb2)
{
int[] c1 = ColorConversion.ArgbToArray(argb1);
int[] c2 = ColorConversion.ArgbToArray(argb2);
return Calculate4D(c1[1], c2[1], c1[2], c2[2], c1[3], c2[3], c1[0], c2[0]);
}
public static double Calculate4D(Color c1, Color c2)
{
return Calculate4D(c1.R, c2.R, c1.G, c2.G, c1.B, c2.B, c1.A, c2.A);
}
public static double Calculate4D(int r1, int r2, int g1, int g2, int b1, int b2, int a1, int a2)
{
return Math.Sqrt(Math.Pow(Math.Abs(r1 - r2), 2) + Math.Pow(Math.Abs(g1 - g2), 2) + Math.Pow(Math.Abs(b1 - b2), 2) + Math.Pow(Math.Abs(a1 - a2), 2)) / 5.1;
}
/**
* Computes the difference between two RGB colors by converting them to the L*a*b scale and
* comparing them using the CIE76 algorithm { http://en.wikipedia.org/wiki/Color_difference#CIE76}
*/
public static double CalculateCIE76(int argb1, int argb2)
{
return CalculateCIE76(Color.FromArgb(argb1), Color.FromArgb(argb2));
}
public static double CalculateCIE76(Color c1, Color c2)
{
return CalculateCIE76(c1.R, c2.R, c1.G, c2.G, c1.B, c2.B);
}
public static double CalculateCIE76(int r1, int r2, int g1, int g2, int b1, int b2)
{
int[] lab1 = ColorConversion.ColorToLab(r1, g1, b1);
int[] lab2 = ColorConversion.ColorToLab(r2, g2, b2);
return Math.Sqrt(Math.Pow(lab2[0] - lab1[0], 2) + Math.Pow(lab2[1] - lab1[1], 2) + Math.Pow(lab2[2] - lab1[2], 2)) / 2.55;
}
}
internal static class ColorConversion
{
public static int[] ArgbToArray(int argb)
{
return new int[] { (argb >> 24), (argb >> 16) & 0xFF, (argb >> 8) & 0xFF, argb & 0xFF };
}
public static int[] ColorToLab(int R, int G, int B)
{
// http://www.brucelindbloom.com
double r, g, b, X, Y, Z, fx, fy, fz, xr, yr, zr;
double Ls, fas, fbs;
double eps = 216.0f / 24389.0f;
double k = 24389.0f / 27.0f;
double Xr = 0.964221f; // reference white D50
double Yr = 1.0f;
double Zr = 0.825211f;
// RGB to XYZ
r = R / 255.0f; //R 0..1
g = G / 255.0f; //G 0..1
b = B / 255.0f; //B 0..1
// assuming sRGB (D65)
if (r <= 0.04045) r = r / 12;
else r = (float)Math.Pow((r + 0.055) / 1.055, 2.4);
if (g <= 0.04045) g = g / 12;
else g = (float)Math.Pow((g + 0.055) / 1.055, 2.4);
if (b <= 0.04045) b = b / 12;
else b = (float)Math.Pow((b + 0.055) / 1.055, 2.4);
X = 0.436052025f * r + 0.385081593f * g + 0.143087414f * b;
Y = 0.222491598f * r + 0.71688606f * g + 0.060621486f * b;
Z = 0.013929122f * r + 0.097097002f * g + 0.71418547f * b;
// XYZ to Lab
xr = X / Xr;
yr = Y / Yr;
zr = Z / Zr;
if (xr > eps) fx = (float)Math.Pow(xr, 1 / 3.0);
else fx = (float)((k * xr + 16.0) / 116.0);
if (yr > eps) fy = (float)Math.Pow(yr, 1 / 3.0);
else fy = (float)((k * yr + 16.0) / 116.0);
if (zr > eps) fz = (float)Math.Pow(zr, 1 / 3.0);
else fz = (float)((k * zr + 16.0) / 116);
Ls = (116 * fy) - 16;
fas = 500 * (fx - fy);
fbs = 200 * (fy - fz);
int[] lab = new int[3];
lab[0] = (int)(2.55 * Ls + 0.5);
lab[1] = (int)(fas + 0.5);
lab[2] = (int)(fbs + 0.5);
return lab;
}
}
