RGBからHSVへの変換結果がC#とpythonで異なる

Question

RGBからHSVへの変換について、C#（.NET Framework）とpython(OpenCV)で結果が異なります。
理由をご教授いただけないでしょうか。
また、どちらが正しいでしょうか。

RGB画像は256x256で左上を原点として、画像1はR,G,B = 0,x,y、画像2はR,G,B = 255,x,yです。
各画像において上段がC#、下段がpythonで変換しました。

＜画像１＞

＜画像２＞

それぞれのソースコードです。

int r = 0; // 画像2では255
int size = 256;

// RGB画像
Bitmap bmpRgb = new Bitmap(size, size);

for (int x = 0; x < size; x++)
{
    for (int y = 0; y < size; y++)
    {
        Color color = Color.FromArgb(r, x, y);
        bmpRgb.SetPixel(x, y, color);
    }      
}
pictureBoxRgb.Image = bmpRgb;
bmpRgb.Save("test.png"); # ここで作成した画像をpythonでRead

// HSV画像
Bitmap bmpH = new Bitmap(size, size);
Bitmap bmpS = new Bitmap(size, size);
Bitmap bmpV = new Bitmap(size, size);

for (int x = 0; x < size; x++)
{
    for (int y = 0; y < size; y++)
    {
        Color color = bmpRgb.GetPixel(x, y);
        float h, s, v;
        h = color.GetHue() * 179 / 360;
        s = color.GetSaturation() * 255;
        v = color.GetBrightness() * 255;

        bmpH.SetPixel(x, y, Color.FromArgb((int)h, (int)h, (int)h));
        bmpS.SetPixel(x, y, Color.FromArgb((int)s, (int)s, (int)s));
        bmpV.SetPixel(x, y, Color.FromArgb((int)v, (int)v, (int)v));
    }
}

bgr = cv2.imread("test.png")			# BGRでRead。C#で作成した画像
hsv = cv2.cvtColor(bgr, cv2.COLOR_BGR2HSV)	# BGR->HSV

cv2.imwrite('hsv_h.png', hsv[:,:,0])
cv2.imwrite('hsv_s.png', hsv[:,:,1])
cv2.imwrite('hsv_v.png', hsv[:,:,2])

Answer 1

.NETのドキュメントにはHSBとあるのですが、Colorのソースを読む限りHLSです。
.NETのバグでIssueも上がってますが、、、影響が大きいので直せないでしょうね、、、

OpenCVのはちゃんとHSBで黒の時にSaturationが0に収束しないので円柱状のモデルみたいですね。
OpenCVのほうがHSBとして正しいと思います

Comments

[WEjpon]

ソースまで示していただきありがとうございます。
HSB、HLSという単語すら知らずに質問しておりました。

Wikipediaの式を元に実装したところ（画像１、２のみの確認ですが）
ご指摘の通りColorはHLSの円柱モデル、OpenCVはHSBの円柱モデル
となり、納得できました。

Answer 2

一言にHSV, HSB, HSL表色系といっても、（少なくとも私が学生時代に調査した日本語の文献の中では）文献によって定義は異なります。なので、どちらが正しいとは言えません。単にOpenCVで採用している変換式と、C# で採用している変換式が異なるというだけです。

というわけで、toki_td さんの回答にリンクされている issue では「Wikipedia と違うから」という理由でバグ報告されていますが、それだけでは問題とは言えません。問題があるとすれば、変換式がドキュメントにちゃんと書いていないことです。

Comments

[WEjpon]

回答ありがとうございます。
文献により定義が異なるというのは奥深い世界ですね。

Wikipediaの定義が確実に正しいのかはわかりませんが、
実装してみたところご指摘の通りOpenCVとC#では変換式が異なるようでした。