景

创意平台是一个拥有丰富素材、模板的多场景在线设计平台。

众所周知，颜色在设计中扮演着极为重要的角色，它不仅仅是美感的体现，还深刻影响用户的感知、情绪和行为。为了提升用户的检索效率，提高作品的最终视觉效果，我们需要支持颜色检索图片。

在最初版本中，我们通过人工识别的方式，将颜色作为标签与图片关联起来，显然，这与创意平台设计的初衷背道而驰，所以我们决定在系统层面上实现图片颜色识别及关联自动化。

目的

实现素材&模板的主色识别及关联自动化。换句话说，就是让用户在上传素材&模板之后，不经过人工处理，就能够通过颜色检索到对应的素材&模板。

实现方案

通过分析用户的使用场景，我们可以将流程细化成四步：用户上传素材&模板->服务器提取主色->服务器关联颜色与素材&模板->用户检索素材&模板，其中服务器需要做三件事，提取主色、颜色归类、颜色关联，那么接下来我们将对这三件事进行详细阐述。

1.主色提取

计算机是如何表达图像的？

在提取主色前，我们首先需要知道计算机是如何表达图像的。首先给出结论：计算机是通过像素和颜色信息来表达图像的。图像是由多个不可分割的单元组成的，这些单元被称为像素，每个像素代表图像中的一个点，像素都包含颜色信息、位置信息。像素的颜色信息通常使用RGB（红、绿、蓝）模型表示。

RGB颜色模型

在RGB模型中，颜色由红色、绿色和蓝色三个颜色通道的组合来表示。每个通道的强度可以在0到255之间变化，其中0表示没有该颜色，255表示该颜色的最大强度。例如，RGB(255, 0, 0) 表示红色，因为红通道的强度是255，而绿和蓝通道的强度为0。

主色提取算法

知道了图像在计算机中的表达方式后，那么自然而然的想法是，可以通过统计图像中像素个数排名靠前的颜色来得到主色，显然，这种提取方式在一些简单场景上（如：纯色图片）效果不错，但是在复杂场景（如：颜色渐变）上就不太合适了。

常见的主色提取算法有Kmeans算法、中位切分法、八叉树算法等，相较于其他语言，Java在图像处理方面有着明显的劣势，虽然有基础的图像处理API，但缺少强大的图像处理库，通过调研这三种算法的实现难度、实现效果后，我们更倾向于Kmean算法和中位切分法，幸运的是，我们在github上找到开源的颜色提取项目Color thief,它是基于中位切分法实现的。此开源项目的核心思想简述如下：

• 将图像的颜色集合视作色彩空间的长方体
• 在RBG中最长的一边，找到颜色中位数，将其一分为二，使两个长方体中的像素数量相等，重复此步骤直至长方体数量等于主题色数量

在引用开源项目后，我们成功提取出图片的主色，但是在实验过程中发现以下两个问题：

• 问题1：部分透明底的PNG图片会被识别成黑色
• 问题2：提取出的主色会受主色数量及采样率的影响

针对问题1：

经过对比分析，我们猜测是透明的像素点被识别成了黑色，为了验证这一猜想，我们调研了PNG图片的格式，PNG图片分为三通道PNG（RGB PNG）、四通道PNG（RGBA PNG）,其中R G B A分别代表红色通道、绿色通道、蓝色通道、透明度通道，所以我们在获取像素点颜色这一步骤中过滤了全透明像素点，成功解决这一问题。

针对问题2：

我们都知道采样是一种近似方法，对图像进行采样可能导致信息丢失、颜色提取的精确度降低。另外，减少像素数量，可以提高计算效率，对于大尺寸的图像，可以显著减少处理时间、减少资源消耗。我们期望在尽可能还原图像最真实的颜色的基础上，降低对服务器的影响，在创意平台中，96.8%的图片大小处于5M以内，我们对于这类图片使用最高的采样标准，对于超过5M的图片，尽可能使用最高的采样标准，对于处理失败的图片，未来将采取压缩或者转格式的方式来降低图像文件大小。

主色提取数量的变化会影响提取的主色范围。最初，在参考常规的颜色提取网站后，我们选定了主色数量为4个，在大多数场景下效果不错，但在特殊场景下，肉眼感知的主色和图片识别的主色不一致。

我们第一反应:这张图片应包含橙色、灰色、黑色、棕色。

但提取出来的颜色是这样的：

为什么没有识别出橙色？我们知道，中位切分法是通过不断二分颜色直方体，使得直方体数量等于主色数量，最后得出主色，所以在二分的过程中可能导致颜色精度损失。因此我们的策略是尽可能提取多的颜色，但不可能全量提取，所以我们在原有4个主色的基础上，分别增加1、2、3个进行对比测试。

提取5个主色

提取6个主色

提取7个主色

测试结果显示，在把主色数量设置为5时，提取的主色基本就能覆盖所有主色，再增加提取的主色数量也不过是增加"重复"的棕色，因此选定主色提取数量为5个。

然而，这又引入一个新问题，当把主色提取数量设置为5个后，简单类型的图像主色包含占比很低的颜色。为了避免这一情况，就需要过滤占比较低的颜色，但是占比多少算低，没有一个准确的定论，只能通过不断调整主色在原图上的占比阈值来反复测试，最后，我们找到一个相对合适的占比范围。

2. 颜色归类

首先，我们回顾一下RGB颜色空间，以r g b为轴，建立空间坐标系，如下图所示。

可以看到，在RGB空间中，八个顶角分别代表了黑色、红色、绿色、蓝色、黄色、洋红色、青色、白色。显然，通过主色rgb值就确定主色属于什么颜色是一件非常困难的事情，原因有二，第一，rgb三个分量是高度相关的，即使在rgb分量上有些许的变化，也会导致颜色分类改变；第二，RBG颜色空间是面向机器的，颜色均匀性很差，无法通过空间点之间的关系进行分类；所以我们不能使用RGB颜色空间。

为了将主色进行颜色归类，我们需要更合适的颜色模型。通过调研，常见的颜色模型有CMYK、LAB、HSV。

常见的颜色模型

CMYK颜色模型

CMYK颜色模型是一种用于印刷和出版的颜色模型，它表示颜色通过四个颜色通道：青（Cyan）、洋红（Magenta）、黄（Yellow）和黑（Key，通常表示黑色）。这四个颜色通道可以组合产生多种颜色。

LAB颜色模型

LAB颜色空间是一种颜色空间，也称为CIE Lab*颜色空间，由国际照明委员会（CIE）定义。它是一种基于人眼感知的颜色空间，与设备无关，用于更准确地描述和测量颜色，更适用于颜色编辑

• L（亮度）

• 表示颜色的明亮程度
• 取值范围：0（黑）到100（白）

• a（从绿到红）

• 表示颜色在红绿轴上的位置
• 取值范围：-128（绿）到127（红）

• b（从蓝到黄）

• 表示颜色在蓝黄轴上的位置
• 取值范围：-128（蓝）到127（黄）

LAB颜色空间如下所示：

HSV颜色模型

HSV颜色模型是一种描述颜色的方式，其中颜色由三个属性组成：色调(Hue)、饱和度(Saturation)和明度(Value)。HSV模型相对于RGB模型更加直观，更符合人类对颜色的感知。

• 色调(Hue)

• 表示颜色的种类或类型
• 取值范围:[0,360],单位:度

• 饱和度(Saturation)

• 表示颜色的强度
• 饱和度为0表示灰度，颜色越饱和，其颜色越纯净
• 取值范围:[0,100%]

• 明度(Value)

• 表示颜色的亮度
• 明度为0表示黑色，明度为最大值时颜色最亮。
• 取值范围:[0,100%]

HSV颜色空间如下所示：

按照角度划分出颜色范围如下所示：

通过对比这三种颜色模型，我们最终选择了HSV颜色模型。原因有二，第一，HSV颜色空间只需要通过一个变量就能控制颜色的线性变化，而LAB颜色空间需要两个;第二，HSV颜色空间更加容易确定颜色空间范围。

如何归类

通过观察HSV颜色空间，颜色归类可以抽象成在局部三维空间中找到指定的点，在这个局部颜色空间中，所有的像素点均被归类成同一个颜色。我们需要做两件事，第一，将主色转换成空间中的点；第二，确定颜色在HSV颜色空间的范围

我们将rgb映射成hsv,构建成三维空间坐标系。rgb转hsv公式如下，由于java中Color工具类中已实现rgb转hsv，因此不需要再重复实现。

其中 max 等于 r, g, b 中的最大者

其中 min 等于 r, g, b 中的最小者

为了方便计算，hsv的取值范围分别映射成[0-180] [0-255] [0-255]，如下图所示：

参考网上资料给出的颜色取值表，我们经过了一系列的主色转换测试，发现部分颜色的分类不能够满足需求，所以，在原有取值表的基础上，耗费了大量时间进行调整范围测试，最终找到一个相对合适的取值范围。原hsv颜色取值表如下所示：

3.颜色检索实现及效果展示

在确定主色所在的颜色分类空间范围后，我们有两种实现思路：

第一种方案，存储素材&模板的主色hsv值，使用给定范围空间作为入参去检索素材&模板，也就是在空间里找点。创意平台目前是使用ElasticSearch和MySQL对素材&模板进行存储和检索的，虽然两者都支持了空间检索，但是仅支持二维空间检索。如果要使用其他的空间检索工具，成本会非常高，因为需要保证数据一致性。

第二种方案，存储素材&模板的主色hsv对应的颜色分类，即"色卡"，效果等同于颜色标签，再通过"色卡"进行检索。实现简单，数据一致性也可通过内部自研的数据同步工具保证。

经过多方面考量，最终，我们选择了第二种实现方案，通过ElasticSearch实现存储与检索，效果不错。我们支持了PNG、SVG、JPEG、JPG、GIF、PPT、PPTX类型文件的主色提取及关联自动化，自动识别成功率达到99%。

"色卡"紫色检索图片素材的效果如下所示：

在设计团队视角上，资源中心展示的素材&模板均由设计师设置并展示，如果要使用颜色筛选功能则需要设计师人工识别颜色并打标。现在，由系统自动化处理，可节省时间成本20~30s/次（至少节省原人工处理流程时间的70%）。另外，资源中心内展示的图片素材&模板存量约为9000，通过系统处理可节省时间50~75h；周均上传图片素材&模板约100，周均节省时间33~50min；

在业务团队视角上，图片主色识别&关联自动化功能上线前，日均检索总次数为95，上线后，日均检索总次数为122(提升约27%)，其中使用"色卡"检索的次数为18（占比约15%），由此可见，颜色检索素材&模板功能是很重要的。

总结及展望

在颜色检索2.0版本中，我们将颜色检索图片抽象成在三维空间中寻找点，首先使用中位切分法提取图像的主色，然后构建主色的hsv空间坐标系，在空间坐标系中划分各颜色空间领域，最后通过将主色归类到各颜色所在空间，实现颜色关联图像，从而达成颜色检索图片的目的。

颜色检索只是CBIR（Content-Based Image Retrieval）领域的冰山一角，而我们在功能上使用到的技术更是微不足道的一粒冰粒，在图像特征的其他方向如纹理、形状上，我们还有许多的路要走。

参考资料

1.https://github.com/sergeyk/rayleigh

2.https://github.com/SvenWoltmann/color-thief-java

3.https://immortalqx.github.io/2020/08/17/opencv-notes-2/

4.https://blog.csdn.net/xxboy61/article/details/88356005

5.https://www.mathworks.com/help/images/understanding-color-6.spaces-and-color-space-conversion.html

7.https://blog.csdn.net/qq_42475234/article/details/122746811

8.https://blog.csdn.net/lly_3485390095/article/details/104570885

作者:石开

来源:微信公众号:高途技术

出处:https://mp.weixin.qq.com/s/Smf2BRoeNenaK96FPs8S0w

去几年里，填色书这样曾经的“儿童专用产品”，

作为一种具有治愈效果的神器，在成年人世界里也开始流行起来。

不少人把它当做能放松的减压图书，有事没事涂一涂。

而市面上，不同风格和价位的填色书琳琅满目。

但是，下面这本绝对不属于常见的商店里能买到的：

一本填色书，10页，售价30850美元！

为什么一本填色书，又不是古董，能卖出3万多美元？

其实，这都是“有钱”给闹的。

奢侈品服务公司Very First To做了一个研究，他们调查发现，

富豪们在填色书领域没有能匹配自己身价的奢侈品可以买，

感到很困扰呢！

这句话真的不是开玩笑的。

因为对于富豪而言，除非是古董级别的藏本，

书籍往往不像包包、衣服、车子那些，想买多贵的就能买多贵的。

在填色书方面，再有钱的人能买到的产品，

也和普通人花几十、几百块、几千块买到的差不多。

这样富人们填起来的时候，觉得自己一点都不特别了呢→_→

所以，这家奢侈品公司就决定帮富人们解决这个烦恼：

让我们来制作一本超贵的填色书吧！

可是，要把价格标高很简单，

要让价格看上去贵的有理有据，就需要费一番功夫了。

如果纯粹的只是把普通的填色书换最好的纸最好的装帧，好像也不够特别。

所以，这家公司决定开启“填色书”高级私人定制服务。

把普通填色书变成一种艺术品，

那价格不就可以随便翻番了吗？

于是，他们就开发出了这款 The Bespoke Coloring Book（定制填色书）

10页的填色图案，会根据客户个人的喜好进行创作，

确保这本书从头到尾都是独一无二的。

而他们请来给客户绘制填色图案的设计师，是世界著名的插画家伊恩·贝克。

首先，他会和每个定制了填色书的买家碰面，

面对面地沟通，了解这些客户们生活中的重要事项。

比如他们的家庭如何，他们最喜欢的地方和经历过的重要时刻等待。

在对客户的个人生活有了基本的了解后，

再根据这些信息，选取客户同意展现的生活素材，绘制出10个独特的插图。

对此，尹恩完全是把这项工作当做一种艺术创作来对待的：

“我很高兴能加入这个项目，我需要通过谈话去揣摩客户们最想要呈现的，包括他们自己的肖像，家里的宠物，最喜欢的度假胜地，餐厅等等。

这会成为一个令人惊叹的纪念品，甚至成为传家宝呢！”

在绘制完插图后，这些独一无二的插图，会交到一个叫做Master Bookbinding的装帧公司做手工装订，

用最传统的工艺和工具把10张画订在一个浮雕皮革书封内。

最后一步，就是把客户的名字用24K金箔烫在封面上。

就这样，一本独一无二的填色书就完成了！

如果把它当成艺术品看，好像卖3万多刀也能说得过去了：

也许，这样的填色书涂涂画画起来，

会有一种“我最珍贵最特别”的感觉吧....

不过，同样是3万美元，

下面这本书光是从外表上看，就有一种“我很贵”的感觉：

这本书简称“法拉利”，就是那个著名跑车“法拉利”的意思。

它其实是由设计Marc Newson创作的两件艺术品：

一本书和一本书的书架。

其中，书里包括了法拉利档案馆的大量照片，讲述了法拉的品牌历史。

而书架的外形，则是模仿法拉利12缸发动机。

em...这个书的销售目标客户，大概就是那些买法拉利的人吧。

买得起法拉利，应该不在乎多花三万美元买个宣传册吧：

“看，这是我车子的说明书哦！”

而对于其他买不起法拉利的人而言，

至少攒攒钱，也算是买得起法拉利宣传册的人了....

上面这两本书，虽然贵，

但在花钱就能买到的书里面，也算是贵得平平无奇了。

它们比起“花钱就能买到的书”中最贵的那一批，简直可以说是白菜价。

比如下面这批，都贵都快上亿了....

【10：《吟游诗人彼豆故事集》 360万欧元】

这个售价360万欧元的《吟游诗人彼豆故事集》（The Beedle the Bard），

一开始并不是一本由真正的出版社发行的书籍，

而是JK罗琳在《哈利波特与死亡圣器》中多次提到的一本儿童读物。

原本这本书是只存在罗琳的哈利波特世界里的。

但是，超认真的罗琳阿姨在创作的时候，真的自己编写了一本故事集！

故事全手写，插图自己配，

并且自己用棕色的皮革装帧好，用银色的月光石装饰过。

她总共亲手做了7本，其中6本都送朋友了，第七本被拿出来拍卖。

最终，这本书以360万欧元成交，成为现代社会最贵的书籍手稿！

嗯...感觉是一本从魔法世界穿越来的书籍，还是罗琳阿姨亲手做的，

这个贵得也很有道理了.....

【9.《古腾堡圣经》460万欧元】

古腾堡圣经，也被称为42行圣经，

是欧洲第一本使用可移动金属印刷模具制作的圣经。

当时原版制作了大约180本，

据统计只有48份流传到了今天，只有31件保持完好状态。

其中一本于1987年拍卖，最终以460万欧元的价格成交。

读这样的经书，心应该要很诚吧...

【8.《第一对开本》 560万欧元】

《第一对开本》是现代学者为第一部威廉·莎士比亚剧本合集命名的名字。

原名是《威廉·莎士比亚先生的喜剧、历史剧和悲剧》。

作品集以对开本形式印刷，共包括莎士比亚36部作品。

由莎士比亚在国王剧团的同事，在莎士比亚去世7年后，于1623年筹划出版，

现在人们普遍认为，《第一对开本》一共印刷了大约1000本。

现在已经发现233本，其中44本都在英国，145本在美国，大多都是博物馆和图书馆收藏。

而微软的联合创始人Paul Allen在2001年时，以560万欧元的价格买下了其中一本收藏。

这也是唯一一本除了图书馆收藏之外，被私人收藏的《第一对开本》。

2014年11月底，在法国北部小镇圣奥梅尔的图书馆在清点馆藏时，

又发现了一层1623年出版的威廉·莎士比亚合集《第一对开本》..

所以，这一版书有可能还有一大部分流落在世界各地....

【7. 《坎特伯雷故事集》 700万欧元】

这是英国中世纪著名作家Geoffrey Chaucer 用中古英语创作的《坎特伯雷故事集》，在1477年出版的第一版。

《坎特伯雷故事集》讲的是一群朝圣者，在去坎特伯雷大教堂的旅程上，举行了一个讲故事大赛。

书中用诗歌、散文形式记录的，就是这次故事大赛的一部分。

流传到今天，世界上也只有十多本了。

1998年，一个私人收藏家以700万欧元的价格买下了其中的一本，

从中也足以看出这本书的珍贵程度...

【6.《美国鸟类》 1080万欧元】

这本美国画家、博物学家James Audubon绘制的《美国鸟类》，

也曾被誉为19世纪最伟大和最具有影响力的著作，被称为美国国宝。

第一版《美国鸟类》中保存完整的，只有119本了。

其中一卷在2010年被拍卖，最终拍出了1080万欧元的高价，

足以看出这本被当做“国宝”的书籍受珍惜的程度了。

（每本都超级大...可能也是为了尽量展现更多的细节吧...）

【5.《罗斯柴尔德祈祷书》1260万欧元】

这本祷告书是在1500年-1520年由几位艺术家一起制作完成的，共有254页。

1999年，它出现在拍卖市场上，最终以1260万欧元的价格成交，成为世界上最贵的祷告书。

【4.《海湾圣诗》1340万欧元】

《海湾圣诗》（Bay Psalm Book）最早是在1640年的马萨诸塞州剑桥市出版的，

是目前为止的记载里，北美出版的第一本印刷书籍。

有传闻说这本书目前只有11本了，其中一本，在2013年时，以1340万欧元的价格在拍卖会上成交。

【3.《圣卡斯伯特福音书》1340万欧元】

圣卡斯伯特福音书”是一本在8世纪时，用拉丁文写成的口袋福音书。

它的独特之处在于，它是世界上第一批装订成册并保留至今的书籍之一。

2012年时，它被人以1340万欧元的价格拍卖，

成为如今有记录的世界上最贵的书第三名...

【2.《自由大宪章》2010万欧元】

《大宪章》在拉丁语中原名是Magna Carta，英文名是The Great Charter，

是英格兰国王在1215年，在温莎附近签订的拉丁语政治性授权文件。

原文是有当时的坎特伯里大主教起草的，是当时的封建贵族用来对抗英国国王权力的一种政治协议。

它的签订意义，在于让教宗、英王和封建贵族王室三方势力之间达到一个新的平衡，

要求英王在三方出现意见分歧的时候，放弃部分的王室权力，

保护教会的权力，尊重司法的约束，让王权受到法律的制裁。

因此，对于英国人而言，《大宪章》在历史上的意义重大。

这本《大宪章》是最原始的文件，珍贵无比。

2007年的时候，有私人买家在拍卖会以2010万欧元的价格将它买下。

据说，这个私人收藏者就是美国的金融家、慈善家David Rubenstein。

最终，英国的历史文物，还是落到了美国人手里....

【1.《莱斯特手稿》2900万欧元】

听书名大家可能不太熟，但是作者大家一定都认识：

莱昂纳多·达芬奇。

这本书其实就是达芬奇的一个笔记本，包含达芬奇的72页手稿，记录了他的各种科学理论和想法。

比如水的运动、月亮发光的原理，甚至是化石的研究。

1717年，这个笔记本被一个叫做托马斯·科克的人购买，

随后科克成为了莱斯特伯爵，这个笔记本也被命名为了《莱斯特手稿》。

1994年，这个手稿几经流传，

最后被比尔·盖茨以2900万欧元的价格买下，

成为世界上有销售记录的最贵最贵的书。

这一纪录至今都没有被打破！

果然是世界上最有钱的人，才能买得起世界上最贵的书....

上面这些书，可以说是世界上“最贵的书”，但并非是世界上最珍贵的书。

因为，书籍作为承载人类文化知识的一种物品，

价值往往不是在书籍本身，而是在它的内容和意义上。

比如很多学术书籍，一本就要好几千块，

并不是因为它装帧多好多独一无二，而是因为它的知识版权价值高。

还有一些书，因为几近绝版，意义重大而显得珍贵。

更不用说像是上诉的涉及到宗教、历史等方面的古董书籍，

已经进入文物范畴，更是难以估价的，

很多都是花钱也买不到的，无法用金钱衡量的。

也许富人们如今在书籍方面也想要有“奢侈”的感觉，

但是书籍的内容，书籍带给人的价值，却是不分贫富的。

就算是填色书，每个人填出来的，都是自己的独一无二的作品；

不一定非要花3万美元独家定制才显得美好独特。

更不用说是信息时代，对信息、故事、知识的获取门栏越来越低了，

曾经一度由书籍承载的知识信息，更是“珍贵而免费”地向每个人敞开。

毕竟，在同一个世界，

每个人最终读的也是同一个JK罗琳、同一个莎士比亚啊！

Ref：

https://www.catawiki.com/stories/1027-the-10-most-expensive-books-of-all-time

http://www.odditycentral.com/news/would-you-pay-30000-for-the-worlds-most-luxurious-coloring-book.html

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孤独患者_Vivien：我为啥点开？膨胀了

-Everglow-zz：我的大学老师学的古文献学，曾经他的老师带着他去旧书市场，花几十块买了一本书然后转手卖给人家一万多块他自己也曾经在网上几千块买了一套书，转手卖了几万块，然后说卖亏了

救赎Left：我终于明白了书中自有黄金屋的真谛

melody筱咲：贫穷限制了我的思想…

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俊凯的酸奶盖儿:想起来那本让我越涂越烦的解压神器

林中无鹿：讲真，jk罗琳那一本是真的好想要啊……

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