色差值怎么计算？色差值计算的均匀颜色空间有哪些？

色差是指两个颜色在颜色知觉上的差异，它包括明度差、彩度差和色相差等三个方面，但在实际应用中通常指两个颜色总体上的接近程度，一般是在颜色空间中两个颜色的距离来表示的。那么，色差值怎么计算？色差值计算的均匀颜色空间有哪些？本文对色差值计算颜色空间及色差公式进行了介绍，感兴趣的朋友可以了解一下！

色差值怎么计算？

一般来讲，从拿到样品到根据计算结果做出客观色差评价，大致需以下三个步骤：

1.测量样品

即使用合适的颜色测量仪器（光谱光度计）以获得代表样品光学特性适的分光反射率（Rλ）或分光透过率（Tλ）；

2.计算三刺激值

即通过色度学的基础数据和测得的样品分光反射率，按规定公式求取三刺激值。实际上是客观定量地给出样品的颜色对人眼视网膜上视觉感光细胞产生的刺激，这种刺激通过神经冲动传至大脑，最终形成颜色的主观感觉；

3.计算色差值（△E）

即按一定的色差公式，计算出两样品间的色差，可以理解为这一色差值反映了两个不同的色刺激在大脑中产生的感觉上的差别。这也是为什么选用△E作为色差符号的原因。希腊字母A表示“在……方面的差别”，而E则是德语单词Empfindung（感觉）的第一个字母。

以上所述三个过程，与过程1和2相关的基本理论、基础数据和计算公式已基本定型，对于过程1来讲，主要工作在于硬件技术的实现和完善上。因此，这里仅对过程3的关键点——颜色空间和色差公式进行分析和研究。

色差值计算的均匀颜色空间类型：

计算色差必须在特殊的颜色空间中进行。在这个颜色空间里，各个不同颜色区域的数值变化必须与眼睛对颜色的感觉一致，相同的数值变化对应相同的颜色差别感觉，满足这个条件的颜色就称为颜色感觉上的均匀颜色空间。1976年CIE推荐了两个改进的均匀颜色空间，即CIE1976L*u*v*颜色空间和CIE19761.*a*b*颜色空间。

1.CIE1976L*u*v*颜色空间

国际照明委员会改进了原有的CIE1964W*U*V*颜色空间，提出采用如下的L*u*v*作为三维直角坐标的颜色空间，称为CIELUV颜色空间，它主要用于如电视工业等加混色的表示和评价。在该空间中，L*为明度，u*、v*表示颜色的色品坐标，其计算公式为：

式中：u'、v'和u'n、v'n分别是颜色样品和CIE标准照明体的CIE1976UCS图色品坐标，即：

式中：X、Y、Z为颜色样品的三刺激值，Xn、Yn、Zn为CIE标准照明体照射在完全漫反射体上，然后反射到观察者眼中的三刺激值，其中Yn = 100。

2.CIE1976L*a*b*颜色空间

CIE在1976年推荐用于加混色的CIELUV颜色空间的同时，还推荐了主要用于如印刷、纺织、印染等表面色料工业减混色的表示和评价的CIE1976L*a*b*颜色空间，也称为CIELAB颜色空间。

在CIELAB颜色空间中，不同区域的色差容限相对比较接近，颜色样品在此空间中的位置由三维的直角坐标表示。L*、a*、b*的值可以从三刺激值（X，Y，Z）计算出来，其中L*表示颜色的明度，a*表示该颜色在红一绿轴方向的投影位置，b*则表示颜色在黄一蓝轴方向的投影位置。在此颜色空间中，视觉对色差的可察觉性可以用椭球体来表示，球体的三个轴分别代表明度、饱和度（彩度）和色调，其大小由该颜色在颜色空间中的位置所决定（如该球体在黄色区域时比绿色区域变得更狭长）。

作为该空间三维直角坐标的明度L*和色品坐标a*、b*的计算公式为：

式中：X、Y、Z为颜色样品的三刺激值，Xn、Yn、Zn为CIE标准照明体照射在完全漫反射体上，然后反射到观察者眼中的三刺激值，其中Yn=100。

从上面的计算公式可见，CIELUV颜色空间中的L*和CIELAB颜色空间中的L*、a*、b*所适用的三刺激值是有条件限制的，即：

色差值均匀颜色空间的计算公式：

在CIELUV和CIELAB颜色空间中，以两个被比较颜色点的欧氏距离表示色差，同时还各有一组与心理量近似对应的感知属性，即明度、彩度、色调角及色调差（以下标“uv”和“ab”来区分CIELUV和CIELAB颜色空间）。

在CIELUV颜色空间中，两个颜色（L*1，u*1，v*1）和（L*2，u*2，v*2）之间的色差△E*uv为：

在CIELAB颜色空间中，两个颜色（L*1，a*1，b*1）和（L*2，a*2，b*2）之间的色差△E*ab为：

在CIELUV和CIELAB两个颜色空间中明度指数L*是一致的，即：

在等明度平面上坐标原点到色品坐标（u*，v*）或（a*，b*）的距离为彩度C*uv或C*ab，即：

在CIELUV和CIELAB颜色空间中色调角huv和hab分别为：

在等明度的a*b*平面上，+a*为红色方向（值愈大表示对应的颜色愈红），-a*为绿色方向（值愈小则颜色愈绿），+b*为黄色方向（值愈大则颜色愈黄），-b*为蓝色方向（值愈小则颜色愈蓝）。

色差也可以用明度差（△L*）、彩度差（△C*）和色调差（△H*）这些分项色差来定义，即：

所以色调差ΔH*为：

并规定，当色调角h增加时，色调差△H*为正；当h减少时，△H*为负。