L*a*b色彩空间ab通道为何除以110归一化至[-1,1]区间？

• 首先明确前提：CIE Lab颜色空间的ab通道理论取值范围确实为-128~127，按理论值除以128确实能将数值完整映射到[-1,1]区间，但这个处理没有考虑自然图像的像素值实际分布。
• 核心原因是自然图像的ab通道有效取值远小于理论边界：对ImageNet、COCO等主流自然图像数据集的像素值做统计可以发现，99%以上的普通自然图像像素，ab值都落在[-110, 110]区间内，超出这个范围的都是极少见的超高饱和像素、成像噪点或者非自然人工色块，在训练数据中占比极低，几乎不影响主流场景的上色效果。
• 选择除以110是为了最大化神经网络的表达效率：这类上色模型的输出层普遍使用tanh作为激活函数，有效输出范围就是[-1,1]。如果除以128做归一化，绝大多数训练样本的ab值只会落在[-0.86, 0.86]区间，相当于激活函数靠近两端的14%左右的动态范围完全没有被利用，会降低模型对细微色彩差别的拟合能力。除以110时，几乎所有有效训练像素的ab值都能铺满整个[-1,1]区间，能把激活函数的表达能力用满，训练时梯度传递也更稳定。
• 针对少量超出[-110,110]的像素，代码逻辑里一般会在归一化后做值截断，强制把超出范围的数值限制在[-1,1]，避免极端异常值干扰模型训练的收敛方向。
• 你提到的L通道处理逻辑和ab通道并不矛盾：L通道0~100的理论范围完全覆盖了自然图像所有可能的亮度取值，不存在实际值远小于理论边界的情况，因此用「除以50再减1」的方式精确映射到[-1,1]是完全合理的。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Chaitanya Lakhchaura