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色差仪中几个常用颜色空间及色差公式汇总

时间:2024-05-07 点击:161次

色差仪可以在特定的颜色空间下,给出样品颜色的色度值的同时,还可以给出试样与标样之间的色差值,及经色差公式计算后的总色差值。本文对色差仪中几个常用颜色空间及色差公式做了汇总,感兴趣的用户可以了解一下!

色差仪

色差仪中常见颜色空间介绍:

色差仪中常见颜色空间类型有很多,包括CIE LAB、XYZ、Yxy、LCh、CIE LUV、s-RGB等,这里主要介绍色差仪最为常用的两个颜色空间:CIELab颜色空间和CIELch颜色空间。

1.CIELab颜色空间

CIELab颜色空间是CIE1976L*a*b*颜色空间的简称,在该颜色空间中,颜色的明度感觉用坐标轴L*表示,黑位于最下端对应明度L*=0;白色最亮位于最上端,对应明度L*=100。a*轴与b*轴共同表示彩色的特性:a*轴正方向代表红色(偏品红)的变化,a*轴负方向代表绿色的变化;b*轴正方向代表黄色变化,b*轴负方向代表蓝色变化。a*与b*的值表示颜色感觉中的彩色成分,当a*与b*的值都为0时,颜色的饱和度为0,即非彩色,其坐标点落到坐标轴L*上。所以,所有的非彩色都位于坐标轴L*上,从下到上依次为黑、深灰、灰、浅灰和白。颜色的坐标点距坐标轴L*越远,则颜色就越鲜艳。根据这一性质可以用a*与b*的值进一步计算色调和饱和度,并使其与颜色的感觉更加接近。

CIELAB均匀颜色空间是由L*、a*、b*的构成的三维直角坐标系,任一个颜色在CIELAB均匀颜色空间中都是一点,颜色的明度值等于该点的L*轴的坐标值,a*与b*坐标值为该点在a*与b*坐标轴上的投影。根据相应的几何关系,任一颜色的色调H*可以用该点在a*-b*平面的投影到坐标原点连线与a*坐标轴的转角h*ab表示;彩度(或饱和度)C*ab可以用该点到纵坐标原点的距离来表示。

2.CIELch颜色空间

CIELCH颜色空间是Lab空间变形后得到的圆柱形颜色空间。该颜色空间由L、C、H表示。纵坐标L*值同样对应于颜色三要素的明度,取值0-100;C*代表彩度,即某一颜色的坐标位置与原点的距离,取值0-181,圆心处颜色的饱和度C*值为0,离圆心越远C*的值越大;H*为色调,取值0°-360°,h*代表色调角,是某一颜色坐标在色品平面内的投影点和坐标原点的连线与a轴的夹角。规定h*从正a轴(红)开始为0°,逆时针为正,正b轴(黄)为90°,负a轴(绿)为180°,负b轴(蓝)为270°。CIELch色彩空间是从CIELab色彩空间推导出来的,一种颜色可以用LAB表示,也可以用LCH表示。采用LCH对图像进行修正符合日常生活中对色彩进行描述的习惯,色彩修正更加便于理解、更加直观和易于控制。LCH与Lab之间的转换关系为:

色差仪L、a、b值与L、c、h值转换方法


色差仪中常见色差公式介绍:

1.ΔE*ab色差公式

ΔE*ab色差公式是色差仪中目前使用最为广泛的一个色差公式,该色差公式建立在CIELab颜色空间之上的,由直角坐标L*、a*、b*构成。L表示心理明度;a、b表示心理色度。假设该空间中有两个颜色(L*0,a*0,b*0)和(L*1,a*1,b*1),则两个颜色之间的色差为:

CIELAB色差公式06190

2.ΔE*uv色差公式

ΔE*uv色差公式是由CIE x-y色度图进行线性变换推导而得。线性变换的目的是改善与目测结果对比的均匀性。CIE1976L*u*v*色差公式为:

CIE1976Luv色差公式01

式中,X,Y,Z为色样的三刺激值:X0,Y0,Z0为CIE标准照明体的三刺激值,为常数值:X/X0,Y/Y0,Z/Z0,要求大于0.008856,对于不符合这一要求的极深的颜色,使用颜色修正公式。u',v'分别为线性变换后的色样色度坐标,u'0,v'0分别为线性变换后的CIE标准照明体的色度坐标;L*为明度;u',v为彩度;△E*uv为总色差。

3.ΔE*cmc色差公式

ΔE*cmc色差公式是在CIELAB公式的基础上修改推导出来的,先后被英美两国采用作为各自的国家标准,并于1995年被ISO接受成为国际标准。色差公式如下所示:

ΔE*cmc色差公式

式中:△L*、△C*ab、△H*ab由CIE1976LAB色差公式计算得到,SL、SC、SH分别为明度、彩度和色调加权函数,用于调整不同明度、不同彩度和不同色调对色差的贡献大小。l和c为参数因子,用于调整不同的观察条件对色差的影响大小。l、c值的选用:对色差的“可觉察性”目视鉴定资料,可取l=c=1。而对色差的“可接受性”目视鉴定资料,则可取l=2、c=1。

4.ΔE*94色差公式

ΔE*94色差公式是CIE于1955年推荐的一个色差公式,其全称为“CIE1994(△L*△C*ab△H*ab)色差模型”,正式缩写形式是CIE94,色差符号为△E*94。△E*94色差公式是CMC(1:c)色差公式的一种改良形式,其结构与ΔE*CMC(l:c)色差公式相似的公式,该公式的计算式如下所示:

ΔE*94色差公式

5.ΔE*00色差公式

ΔE*00色差式是CIEDE2000色差公式的简称,是CIE最新推荐的基于CIELAB的色差公式。为了进一步改善工业色差评价的准确性,CIE专门成立了工业色差评价的色相与明度相关修正专业委员会TC1-47,经过该委员会根据对现有色差模型和大量视觉评价数据的大量分析之后,终于在2000年推荐了该公式。其色差式如下所示:

ΔE*00色差公式

6.ΔE(Hunter)色差公式

Hunter色差公式是由亨特(Hunter)为使光电色度计读数方便,而于1948年提出的Lab对抗色系统中计算色差的公式,大多用于陶瓷、塑料和纺织品等,一般可满足工业生产管理的需要。在该系统中,L表示物体反射光的明度,a表示反射光中红色与绿色的成分,b表示反射光中黄色与蓝色的成分。因此,Lab系统的色差公式可表示为:

ΔE(Hunter)色差公式

式中:△L、△a、△b分别为两个物体表面色的明度差和色品坐标差。

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