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什么是均匀颜色空间?色差仪常用均匀颜色空间是哪个?

时间:2023-05-03 点击:859次

为了统一颜色描述的标准,国际照明委员会CIE规定了多种用于颜色描述的颜色空间,例如RGB颜色空间、XYZ颜色空间等,但由于这些颜色空间在描述颜色时,与人眼视觉之间存在较大的差异,因此CIE又规定了与人眼视觉差异较小的均匀颜色空间。本文对均匀颜色空间的定义及色差仪常用均匀颜色空间的类型做了介绍,感兴趣的朋友可以了解一下!

色差仪lab颜色空间

什么是均匀颜色空间?

均匀颜色空间本质上仍是面向视觉感知的颜色空间,只是在视觉感知方面更为均匀。在对颜色的感知、分类和鉴别中,对颜色的描述应该是越准确越好。从图像处理角度来看,对颜色的描述应该与人对颜色的感知越接近越好。从视觉均匀的角度来看,人所感知到的两种颜色的距离应该与这两个颜色在表达它们的颜色空间中的距离越成比例越好。

如果在颜色空间中任选一点,通过该点的任一方向上相同的距离能表示相同的颜色感觉变化,则称这样的颜色空间为均匀颜色空间。均匀颜色空间的确定是试图完全地按照人类对颜色的感知来划分颜色。


色差仪常用均匀颜色空间的类型:

1.CIEL*a*b*颜色空间

CIEL*a*b*颜色空间是为感觉均匀而设计的一个国际标准,其目的是使人感受的颜色差别等同对应CIEL'a'b'颜色空间中相等的欧几里得距离,及所有颜色都按照其试验测得的相互之间知觉色差的多少,尽可能均匀地分布于颜色空间,这是目前最均匀的颜色空间。

CIE早期推荐的颜色空间主要有麦克斯韦三角形、RGB坐标、XYZ坐标等。因为提出它们的最初目的只是为了充分而方便地表达出自然界的色彩,没有考虑人眼的颜色分辨特性,所以独立性和均匀性都较差。如果颜色模型能提供空间位置与视觉系统间良好的对应关系,就会给颜色研究工作带来很多方便。

CIE于1976年提出的CIEL*a*b*色度系统就是这样一个颜色空间,其中L*、a*、b*坐标分别表示明度、红和黄,空间中的位置指明其对应的颜色。在该系统中,明度L表示颜色明亮的程度;a*表示红色在颜色中占有的成分,-a*表示红色的补色在颜色中占有的成分;b*代表颜色中黄色的成分,-b*表示黄色的补色在颜色中占有的成分。CIEL*a*b*颜色空间是基于对立色理论和参考白点而建立,与设备无关,适用于接近自然光照的应用场合。

三个刺激量X,Y,Z到CIEL*a*b*颜色空间的转换公式如下:

CIEXYZ颜色空间转换CIELab颜色空间公式

各式中得下标0表示对应的参考白点。CIEL*a*b*中比较强调对绿色的表示(对绿色比较敏感),其次是红色和蓝色。

2.CIEL*u*v*颜色空间

CIE同时定义了CIEL*u*v*颜色空间,与CIEL*a*b*中类似,u*、v*也表示由色调和彩度形成的色感知属性。CIEL*u*v*和CIEL*a*b*有一些共同的特点。首先,它们的颜色空间虽然距完全均匀仍有距离,但基本上是均匀的。其次,由于是基于颜色测量的CIE系统,CIEL*u*v*和CIEL*a*b*都是与设备无关的颜色空间。

CIEL*u*v*颜色空间同样是基于对立色理论和参考白点而建立,与设备无关,适用于显示器显示和根据加色原理进行组合的应用场合。

三个刺激量X,Y,Z到CIEL*u*v*颜色空间的转换公式如下:

CIEXYZ颜色空间转换CIELuv颜色空间公式

变量u',v'和u'0,v'0可以从下式得出:

变量计算公式

X0、Y0、Z0为标准白光所对应的XYZ值。CIELuv颜色空间比较强调对红色的表示,即对红色变化比较敏感,但对蓝色表示得比较粗糙。

CIEL*u*v*和CIEL*a*b*颜色空间是为了解决颜色的等距度量而建立的,具有均匀明度标尺和均匀色品标尺,其独立性和均匀性显然优于XYZ空间。但是,由于均匀色品标尺没有把色调和饱和度分离开,所以只有一个亮度分量能用于处理,而不能利用彩色图像的色彩信息,这会把彩色图像处理限制在灰度图像处理的范围,极大地束缚了彩色图像处理的手脚,也不是应选的最佳颜色空间。相对来讲,目前推荐的最好用的量化分析颜色的均匀空间。除了继承XYZ颜色空间的优点外,还有两个新的优点:①是颜色差异的规范化空间;②CIEL*u*v*和CIEL*a*b*颜色可以由圆柱坐标表示,因此可以适应不同的需要。出于具有这些优点使这种颜色空间在对颜色有严格要求的应用场合更加实用。

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