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色差仪CIEXYZ颜色空间与CIELAB颜色空间怎么转换?

色差仪作为光电仪器,为让颜色的评定具有统一的标准,其内部配置了多种颜色空间,其中常见的就是CIEXYZ颜色空间和CIELAB颜色空间。本文对色差仪CIEXYZ颜色空间和CIELAB颜色空间的含义及转换方法做了介绍,感兴趣的朋友可以了解一下!

色差仪LAB颜色空间

色差仪CIEXYZ颜色空间:

国际照明委员会(CIE)于1931年建立了CIEXYZ颜色空间,因此也称 CIE1931颜色空间。CIE希望通过该颜色空间下的三个分量(X,Y,Z)能够描述人颜色视觉系统所能察觉的任意一种颜色,其中X和Z定义为颜色的色度,Y为颜色的亮度。

CIEXYZ颜色空间主要应用于分光光度计和数字颜色分析器等分析仪器,它为这一类仪器提供了待分析样本所需的透射或折射的三色光信号。虽然 CIEXYZ颜色空间在分析化学中的相关应用也颇为广泛,但是它所表示的颜色与人眼感知不太一致,导致在不同颜色对比中存在一定缺陷。因此,该颜色模型往往只是用于线性转换到其他颜色空间的过渡颜色空间。


色差仪CIELAB颜色空间:

CIELAB颜色空间主要通过三个分量(L*,a*,b*)来表示颜色信息,其中L*代表颜色的亮度,a*表示在红色到绿色范围内的颜色改变,b*则为在黄色到蓝色范围内的颜色改变。为了更好描述人眼所察觉的颜色信息,LAB颜色空间充分考虑了限制视觉一致性特点的两个主要因素:色度适应性和非线性的视觉响应。因此相比于其它颜色空间,LAB颜色空间具有优良的视觉一致性,与此类似的颜色空间还包括CIE LUV颜色空间。

由于具有优良的视觉一致性,并且能够很好的表述不同颜色的差异,因此LAB颜色空间也是颜色测量中较常用的颜色空间。CIELAB颜色空间可以通过RGB颜色空间转换所得,但转换过程中需要借助CIEXYZ过渡颜色空间。


色差仪CIEXYZ颜色空间与CIELAB颜色空间转换方法:

在实际应用时,不均匀的颜色空间会给颜色评估带来很多的不便,于是人们就研究均匀的颜色空间,CIELAB颜色空间就是均匀的颜色空间之一,1976年,CIE制定此颜解决XYZ颜色空间的物理距离与人眼的感知不相当的问题。

在这一颜色空间中,柱坐标L*表示亮度,a*和b*轴代表色度坐标,分别是红-绿坐标和黄-蓝坐标,这三个坐标值均被认为是均匀变化的。这三个属性值可以由XYZ颜色空间的三个属性转化而来。转换公式如下:

XYZ 颜色空间转lab颜色空间

其中,在上面的公式中,X、Y、Z指的是物体的三刺激值,这三个属性值是在海明对立坐标理论的基础上建立起来的。Xn、Yn、Zn表示的是CIE标准照明体先照射在完全反射漫反射体上,再经其反射到人们眼中的白颜色物体的三刺激值。光源和观察者的条件分别以D65和10°条件为佳。在不同的光源以及观察者条件下,三刺激值是不同的。若采用D65标准照明体X0=94.811,Y0=100.00,Z0=107.304。


色差仪CIELab色差公式是怎样的?

两种颜色的视觉差别有两个直观评价:可感知性和可接受性。可感知性指观察者能否看到颜色差别或能否判断两种颜色样品之间色差大小的视觉属性,可接受性表示观察者是否可以接受被观察物体颜色差别的视觉判断。可感知性较主观,受观察者心理和生理的影响;可接受性较客观,只与评价产品的技术指标有关。色差公式就是一种能够客观比较颜色之间差别的方法。

色差用△E表示,△表示差异,单位是NBS,是由美国国家标准局制定的。△E=1称为1个NBS色差单位,大约相当于在最优试验条件下人眼所能知觉的恰可观察差的5倍。CIELab色差公式是在CIE1976L*a*b*均匀颜色空间中的色差公式,其结果与人眼的视觉相关性较好,两种颜色之间的色差如下式所示:

色差计算公式

下表表示NBS单位及在色差视觉上的显著程度。

NBS色差单位的目视感觉15

对于有色产品,色差的允许范围应该根据物品的不同分别设定,如纺织品定为小于2个NBS单位,而彩色电视可以设定为4-5个NBS单位,涂料则设定为小于1个NBS单位。

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