用matlab编程实现2个常用的颜色空间相互转换算法

在MATLAB中，颜色空间的转换是非常常见的任务，特别是在图像处理和计算机视觉领域。两个常用的颜色空间转换包括RGB到灰度（Grayscale）、RGB到HSV（Hue Saturation Value）以及RGB到Lab（Luminance, a*, b*）。以下是简要的实现步骤：

1. **RGB to Grayscale** (线性平均法):

   function gray = rgb2gray(rgb)
       gray = 0.299 * rgb(:,:,1) + 0.587 * rgb(:,:,2) + 0.114 * rgb(:,:,3); % 标准的加权平均法
   end

2. **RGB to HSV**:

   function hsv = rgb2hsv(rgb)
       [r, g, b] = ind2rgb(double(rgb), [1 1 1]); % 转换为三通道
       max_value = max([r, g, b]);
       min_value = min([r, g, b]);
       delta = max_value - min_value;
       if delta == 0
           h = [];
       elseif r == max_value
           h = mod((g - b) / delta, 6);
       elseif g == max_value
           h = (b - r) / delta + 2;
       else
           h = (r - g) / delta + 4;
       end
       saturation = delta == 0 ? 0 : delta / max_value;
       value = max_value;
       hsv = cat(3, h, saturation, value);
   end

3. **RGB to Lab**:

   function lab = rgb2lab(rgb)
       white = [95.047, 100, 108.883]; % D65白平衡系数
       X = double(rgb) / 255; % 归一化到0-1范围
       Y = X(:,:,1); % 红绿蓝中Y成分
       Z = X(:,:,3); % R通道作为Z，因为人眼对绿色最敏感
       XYZ = X ./ white; % XYZ色彩空间转换
       
       Lstar = 116 * (XYZ(:,:,2).^3 ./ (XYZ(:,:,2).^3 + 16)) - 16; % L*计算
       aStar = 500 * (XYZ(:,:,2) - XYZ(:,:,1)); % a*计算
       bStar = 200 * (XYZ(:,:,1) - XYZ(:,:,2)); % b*计算
       lab = cat(3, Lstar, aStar, bStar);
   end