四種色差儀色差計算公式

發布日期：2023-09-11 瀏覽次數：454

色差儀(yi) 色差計算公式主要是使用國際標準的顏色空間L*a*b*來進行計算。具體(ti) 來說，色差計算公式包括：

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1.CIELAB色差公式

CIELAB色差公式是最簡單的色差公式，也是1976年CIE推薦的工業(ye) 應用色差公式之一。使用兩(liang) 個(ge) 顏色刺激色樣在空間中的歐式距離來表示兩(liang) 者之間的色差。假設在CIELAB顏色空間中有兩(liang) 個(ge) 顏色（L*0，a*0，b*0）和（L*1，a*1，b*1），通過下列色差公式便可計算出兩(liang) 者之間的色差。

式中，△L*、△a*和△b*分別表示兩(liang) 個(ge) 顏色樣本的坐標L*、a*和b*之差。色差也可以用明度差△L*、飽和度差△C*ab和色調差△H*ab來定義(yi) ，即：

其中，利用下式可以得到色度差△C*ab和色調角度差△hab：

如果CIELAB空間是理想的均勻顏色空間，則其對應的視覺容差應為(wei) 球形。根據顏色科學研究人員的實驗研究，發現在CIELAB空間使用橢球來描述顏色的視覺容差更為(wei) 合適，這表明CIELAB顏色空間並非理想的均勻顏色空間。雖然CIELAB色差公式對中小色差的預測精度較差，但由於(yu) 其結構簡單，易於(yu) 理解並具有較好的大色差預測精度，所以仍被廣泛應用。

2.CMC色差公式

CMC是英國顏色測量委員會(hui) （Colour Measurement Committee）的縮寫(xie) ，1988年CMC色差公式被英國推薦為(wei) 英國國家標準（BS6823），廣泛應用於(yu) 紡織行業(ye) 及其他工業(ye) 。在修正CIELAB色差公式的基礎上，CMC色差公式根據視覺關(guan) 係調整了每個(ge) 色調方向的色差橢圓大小和形狀；改善了彩度差變化與(yu) 明度之間的關(guan) 係，使不同彩度的顏色具有不同的色差容限。非彩色區域附近的橢圓較小，彩度高的橢圓較大，色差容限與(yu) 彩度的變化成正比。CMC色差公式為(wei) 如下形式：

其中，△L*ab、△H*ab和△C*ab為(wei) CIELAB確定的明度差、彩度差和色調差：SL、SC和SH分別為(wei) 明度、彩度和色調的權重函數：L*s、C*ab,s和hab,s均為(wei) 確定色差的標準樣本。明度權重因子/和彩度權重因子c與(yu) 具體(ti) 應用條件有關(guan) ，一般情況下c=1。在紡織業(ye) 中，當l=2時用CMC色差公式計算得到的紡織品色差與(yu) 視覺感覺相對一致。對於(yu) 塗料、塑料和油墨等應用，取l=1.4。

CMC色差公式實際上是一個(ge) 三維空間中的橢球公式，也就是說，用以目標色樣的坐標點為(wei) 中心的一個(ge) 橢球來表示色差，橢球的大小與(yu) 樣品顏色同目標色的差別有關(guan) ，也與(yu) 具體(ti) 的顏色區域有關(guan) ，在不同的顏色區域用不同大小和取向的橢球來表示色差。這種計算色差的方式已經被CIE確定為(wei) 今後發展色差公式的一種標準形式，主要的研究重點是如何確定公式中的係數，CIE94色差公式就是這類公式的代表。

3.CIE94色差公式

Berns等人基於(yu) RIT-DuPont、Luo-Rigg和Witt的視覺實驗數據集提出了CIE94色差公式，1995年，CIE技術委員會(hui) TC1-29推薦CIE94色差公式作為(wei) 工業(ye) 色差評價(jia) 標準。CIE94色差公式與(yu) CMC色差公式相比，其權重函數更簡單，具體(ti) 色差公式如下所示：

其中，SL、SC、SH分別是明度、彩度和色調的權重函數；kL、kC、kH分別為(wei) 對應的參數因子，在CIE推薦的色差計算的標準條件下，kL=kC=kH=1，當使用條件和參考條件不同於(yu) 該公式標準條件時，通過改變參數因子來調整明度、飽和度和色調色差分量在總色差中的相對權重；C*ab一般指標準色樣的CIELAB彩度，當被測色樣中不分標準色樣與(yu) 測試色樣時，C*ab取兩(liang) 者的幾何平均值，即上式計算公式。

4.CIEDE2000色差公式

CIE工業(ye) 色差中關(guan) 於(yu) 評估色相和修正明度的技術委員會(hui) TC1-47通過對已有色差公式和視覺實驗數據進行分析研究，在2000年提出了一個(ge) 新的色差評價(jia) 公式，該公式隨後得到了CIE的推薦，稱為(wei) CIEDE2000色差公式，CIEDE2000形式上雖然複雜很多，但也大大提高了色差預測的精度。CIEDE2000色差公式的完整表述形式如下式：