pythonで表色系変換

はじめに

研究で表色系の比較を行うことが多いので，表色系変換のコードをまとめてみました．
opencvを使えば1行で実行できます．
しかし，実際にどうやって変換しているのか気になったので，自分でコードを書いてみました．

実行環境

python3.6

RGB→CIE Luv

def convert_luv(img_data):
    """
    Convert RGB to Luv
    """
    img_flat = img_data.reshape(-1, 3)

    red = np.delete(img_flat, [1,2],1)
    green = np.delete(img_flat, [0,2],1)
    blue = np.delete(img_flat, [0,1],1)
    #RGB >>> XYZ
    X = 0.412391*red  +0.357584*green  +0.180481*blue
    Y = 0.212639*red  +0.715169*green  +0.072192*blue
    Z = 0.019331*red  +0.119195*green  +0.950532*blue

    #XYZ >>> u'v'
    cielu = 4*X / (X + 15*Y + 3*Z)
    cielu[(np.isnan(cielu)) | (len(cielu)==float("inf")) | (len(cielu) == float("-inf"))] = 0
    cielv = 9*Y / (X + 15*Y + 3*Z)
    cielv[(np.isnan(cielv)) | (len(cielv)==float("inf")) | (len(cielv) == float("-inf"))] = 0
    uv = np.c_[cielu,cielv]

    #XYZ >>> L*u*v*
    Yn = 100
    un = 0.19793943
    vn = 0.46831096
    L = np.empty((0,1),int)
    for i in Y:
        if i/Yn <= (6/29)**3:
            L = np.append(L, np.array([(29/3)**3 * i / Yn]),axis=0)
        else:
            L = np.append(L,np.array([116 * (i/Yn)**(1/3) -16]),axis=0)

    u_asterisk = 13*L * (cielu - un)
    v_asterisk = 13*L * (cielv - vn)
    Luv = np.c_[L, u_asterisk, v_asterisk]
    return Luv

CIE Lab→HSV

def convert_hue(color_list):
    """
    Convert Lab to HSV
    """
    a = np.delete(color_list,[0,2],1)
    b = np.delete(color_list, [0,1],1)

    h = []
    count = 0
    for ab in color_list:

        a = math.radians(ab[1])
        b = math.radians(ab[2])
        hs = math.atan2(b,a)
        hs = math.degrees(hs)

        if hs < 0:
            hs = hs + 360
            count += 1
        h.append([hs])
    h = np.array(h)
    hue = np.array([])

    for i in h:
        hue = np.append(hue,i)

    return hue

CIE Luv→u'v'

def convert_asteriskuv(color_list):
    """
    Convert L*u*v* to u'v'
    """
    un = 0.19793943
    vn = 0.46831096
    L = np.delete(color_list,[1,2],1)
    u_asterisk = np.delete(color_list,[0,2],1)
    v_asterisk = np.delete(color_list,[0,1],1)
    cielu = u_asterisk / (13*L) + un
    cielv = v_asterisk / (13*L) + vn
    asterisk_uv = np.c_[cielu,cielv]
    return L, asterisk_uv

まとめ

代表的な表色系の変換を行いました．
書いてみて，opencvのありがたさを改めて感じますね．
何かの参考にしていただけると，嬉しいです！