色差仪常用颜色空间及最新色差公式介绍

色差仪是以特定颜色空间来对颜色进行描述的，在给出相应的色度值时，还可以给出经色差公式计算后的总色差值。本文对色差仪常用颜色空间及最新色差公式做了介绍。

色差仪常用颜色空间介绍：

颜色空间也称彩色模型（又称彩色空间或彩色系统），它的用途是在某些标准下，用通常可接受的方式对彩色加以说明。目前，用于色差仪中的颜色空间有许多种，常用的有RGB、XYZ、LAB等。

RGB颜色空间是依据人眼识别的颜色定义出的空间，RGB颜色空间采用物理三原色对颜色进行表示，这种方式比较简单，但给定任意一个R、G、B值，无法准确知道所表述的颜色，并不符合人的视觉特点。而且RGB颜色空间不是一个均匀的颜色空间，即空间坐标上等距离的两点并不能表示出颜色的差异性，因此，RGB颜色空间并不适合用作色差检测。

1931年，国际照明委员会（简称CIE）在RGB系统基础上，改用3个假想的原色X、Y、Z建立了一个新的色度系统，即XYZ颜色空间。以三刺激值XYZ为分量的颜色空间称之为XYZ颜色空间，其他颜色都可以从这三种颜色中导出，通过相加混色或者相减混色，任何色调都可以使用不同量的基色产生。该颜色空间在广泛的实验基础上得到的平均人眼颜色响应，符合人眼对颜色观测的视觉特点，是国际委员会定义的与设备无关的颜色表示法，因此通常作为国际性的颜色空间标准。对于无法直接转换的两个颜色空间，XYZ颜色空间通常可以作为桥梁，使两种颜色空间能进行转换。

为获得物体色在知觉上均匀的空间，同时又能有效的反映颜色系统所表示的色差，CIE于1976年推荐了CIELAB均匀颜色空间。LAB颜色空间是由 CIE（国际照明委员会）制定的一种色彩模式。自然界中任何一点色都可以在LAB空间中表达出来，它的色彩空间比RGB空间还要大。另外，这种模式是以数字化方式来描述人的视觉感应。当颜色差异为人眼所能识别且差值小于孟塞尔系统中相邻2级的差值时，可反映观察者对采集目标的实际感受。

LAB颜色空间是基于XYZ颜色空间的，RGB颜色空间到LAB颜色空间的转换只能使用XYZ颜色空间作为中间模式间接进行。RGB颜色空间到XYZ颜色空间的转换公式为：

再将XYZ颜色空间转换到LAB颜色空间，其转换式为：

其中：Xn=95.04、Yn=100.00、Zn=108.89为CIE标准照明体D65的白光三刺激值。

色差仪CIEDE2000色差公式介绍：

由于CIELab均匀颜色空间和色差公式仍然存在缺陷，国际照明委员会一直在寻找更理想的公式。在CIELAB等色差公式的基础上，通过大量视觉实验和色差评估实验，于2001年正式推荐一个最新的色差公式，命名为CIE2000（△L'，△C'，△H'），简称CIEDE2000，并且得到官方的采纳，该公式被认为是目前理论上最好的色差公式，也是色差仪中最新的色差公式。

CIEDE2000色差公式并不是创建了一个新的人眼辨别临界区均匀的色空间，而是重新定义了色差计算方法，使得在整个CIELab（L*a*b*色度空间）中，色差计算值与人眼评估更为接近。新的色差公式在原色差计算公式基础上，另外特别引用了三个新的重量系数SL，SC和SH，分别代表了在亮度△L*、饱和度△C*和色调△H*方向上的差异程度。其计算式为：

因为CIEDE2000色差公式的复杂性，用该公式计算色差时要分五步进行计算，具体步骤如下。

第第一步：计算CIELAB公式中的L*、a*、b*、C*ab。

第二步：计算L'、a'、C’和h'。

G表示CIELAB颜色空间的轴的调整因子，a*是彩度的函数。C*ab是C*ab的算术平均值。

第三步：计算△L'、△C'ab、△H'ab。

第四步：计算SL、SC、SH、和T。

其中，L为两个样品L'、L'2的算术平均值；C'ab为两个样品C'ab,1、C'ab,2的算术平均值；h'ab为两个样品h'ab,1、h'ab,2的算术平均值。

第五步：代入CIEDE2000色差公式计算。

CIEDE2000 色差公式中的参数因子KL、KC、KH仍用于修正实际观测实验条件的变化，根据具体的色差评价环境条件，采用与前述相关色差公式中类似的方法进行分析和定义，因此沿用CIE94色差公式的参照条件，来确定CIEDE2000色差公式的参数因子KL=KC=KH=1。