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色差△E的单位是什么?色差△E计算式有哪些?

文章出处:未知 人气:265发表时间:2024-03-01

色差仪在测量颜色时,不仅可以显示相应的颜色偏差值,还可以给出比色后的总色差值△E值。那么,色差△E的单位是什么?色差△E计算式有哪些?本文对此作了介绍,感兴趣的朋友可以了解一下!

色差△E

色差△E的单位是什么?

色差是指两个试样在颜色知觉上的差异,它包括明度差、彩度差和色相差三方面。色差是指两个颜色经测色仪器测量后,再经色差公式计算出的这两个颜色的差异值。颜色间的差异值以DE或△E表示。E是德语单词Empfindung(感觉)的第一个字母;D是希腊字母,表示某方面的差别。DE表示两个颜色彼此间的差异值。△E表示色彩空间内两个色样彼此间的距离差距。

作为色差的计算单位,以前常用NBS。1939年,美国国家标准局采纳贾德等人的建议而推行Y1/2,a,b色差计算公式,并采用此公式计算颜色差别的大小,以绝对值1作为一个单位,称为“NBS色差单位”。

1NBS色差单位其实是一种色差计算公式下的单位,不过市场上的高精度色差仪产品有很多都包含多种色差计算公式,比如三恩时色差仪就包含多种色差公式。这种情况下我们就无法说NBS就是色差的单位。虽然不同色差公式的单位都和NBS单位大致同样,不过其实还会有一定的区别。所以应用不同的色差公式的时候,色差的单位其实是不同的。

NBS单位曾经被作为所有色差计算公式的单位,持续了较长一段时间,不过在上世纪七十年代以后,随着大量的色差公式出现(如上面的CIE1976L*a*b*和CIE1976L*u*v*),一律采用同样的标准计算单位就显得不精准,并且也没有必要。为了更为科学合理表示色差值,大家就会直接采用△ECIE、△ECMC不再应用NBS单位。

可以看出来色差其实也没有固定的单位,所以用户在表述测量结果的时候,只需要注明是何种色差计算公式即可。


色差△E计算式有哪些?

1.CIELab色差公式

CIELab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

色差也可以用明度差△L*、饱和度差△C*ab和色调差△H*ab来定义:

CIELAB色差公式061901

其中,饱和度差△C*ab和色调差△h*ab为:

饱和度差和色调角差计算公式

虽然CIELAB颜色空间预测结果与人眼观察得到的结果并非完全一致,但是与其他色差公式相比,CIELAB色差公式结构简单、易于理解并且在大色差上具备较好的预测精度,因此得到了广泛的应用,在实际应用中具有很大的价值。

2.CIE94色差公式

CIE94色差公式是基于CIELAB色差公式提出的一个色差公式。该公式规定了一些默认参考条件,如照明需采用CIE标准照明体D65、样品色差幅度在0-5CIELAB色差单位、样品结构在颜色上是均匀的、样品尺寸为视场大于4°、样品放置为直接边捻接触等。在染色工业相关应用中,这些参考条件的设置使得该公式计算出的明度、色调、彩度的差异与人眼感觉相一致。CIE94色差公式与CMC(l:c)色差公式结构相似,但其权重函数更加简单。CIE94色差公式的相关表达式如下式所示:

CIE94色差公式31

上式中△L、△C*ab、△H*ab分别表示样本间颜色在明度、色度和彩度三个分量上的差异,由CIELAB色差公式计算得到。kL、kC、kH三个参数与CMC(l:c)公式中的kl和kc一样,其取值可根据具体对象决定。在印刷行业中推荐使用kL=1.4,kC=kH=l;在纺织行业中,当kL=2,kC=kH=1时,CIE94色差公式计算结果与视觉评价更接近。

3.CMC(l:c)色差公式

CMC(l:c)色差公式在修正CIELAB色差公式的基础上,根据视觉关系调整了每个色调方向的色差椭圆大小和形状;改善了彩度差变化与明度之间的关系,使不同彩度的颜色具有不同的色差容限。非彩色区域附近的椭圆较小,彩度高的椭圆较大,色差容限与彩度的变化成正比。它引入了明度权重因子l彩度权重因子c,能够解决暗色和中性色区域的色差结果计算与人眼测量结果相差较大的问题,适应不同的色差需求。

CMC(l:c)公式定义视觉特性为椭圆,椭圆内部所表示的颜色与标准色在视觉特性上表示一致,椭圆外部所表示的颜色则不一样。用椭圆方程定义的色差公式如下所示:

CMC色差公式的计算式

上式中,△L*、△C*、△H*三个参数分别代表明度差、彩度差和色相差,下标为std的代表标准样本。SL、SC、SH椭圆的半轴,l是明度权重因子,c是彩度权重因子,通过改变l,c因子改变相对椭圆半轴的长度来控制色差范围,对于可接受色差取l=2,c=1。

由于CMC(1:c)色差公式与人眼视觉特性一致,因此独立于颜色区域的“单一阈值”可用于对不同的颜色质量控制,为颜色测量和色差评估带来极大的方便。

4.CIEDE2000色差公式

2001年CIE推荐的CIEDE2000公式,虽然在计算上增加了复杂程度,但在精确度上有了很大的提高。CIEDE2000公式与很多色差公式一样,通过优化CIELAB公式而得。计算公式如下:

CIEDE2000 色差公式24

其中,KL、KC、KH是校正因子,L'、C'、h'是两个样本之间的L'、C'和h'算术平均值。如果两个样本的色调角绝对差值不大于180°,直接用上式计算;如果两个样本的色调角绝对差值大于180°,把较大的色调角减去360°,再进行计算。

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