发布日期:2023-05-11 浏览次数:1516
色差仪作为光电仪器,在测量样品颜色时,采用的是国际上通用的Lab颜色空间,借助均匀色的立体表示方法将所有的颜色用L、a、b三个轴的坐标来定义,并通过Lab色差公式计算出样品之间的颜色差异值ΔL、Δa、Δb和总色差ΔE值。本文对色差仪Lab颜色空间及Lab色差计算公式做了简要的介绍,对此感兴趣的朋友可以了解一下!
CIELAB是一个在国际标准下感知统一的颜色空间。人类感知到的颜色差和在CIELAB颜色空间利用欧几里得距离测量得到的颜色差是一致的。尽管颜色空间叫做CIELAB颜色空间,但是它的坐标是由L、A以及B确定的,其中L表示亮度也就是图像的灰度信息,A表示从品红色到绿色的颜色范围,B表示从黄色到蓝色的范围。对于颜色通道A来说,像素亮度值越大就越靠近品红色,亮度值越小越接近于绿色。类似的,对于颜色通道B来说,亮度值越大越接近于黄色,亮度值越小越接近于蓝色。下图显示了一幅LAB颜色空间的理解示意图,最右边的灰度色条代表的是L通道的信息,中间的圆形展示的是其他两个通道,A通道的范围是[-128,127],B通道的范围是[-128,127],不同的坐标位置代表不同的颜色。
CIELAB空间是基于1931年CIE提出的颜色匹配函数中推导出的XYZ三元色定义的。CIELAB的优点就是色域比较宽,不仅包含了RGB 中的所有颜色,还包含了RGB所不能表示的颜色。
色差仪作为光电仪器,其测量原理采用最广泛使用于测量物体色调的国际照明委员会(CIE)的CIE1976L*a*b*色度系统,借助均匀色的立体表示方法将所有的颜色用L*,a*,b*三个轴的坐标来定义。L*为垂直轴也即中轴,代表明度上白下黑,其值从底部0(黑)到顶部100(白)。中间为亮度不同的灰色过度,有100个等级;a*、b*坐标组成的色度平面是一个圆,表示不同的色彩方向,a*代表红绿轴上颜色的饱和度,其中-a*为绿,+a*为红;b*代表蓝黄轴上颜色的饱和度,其中-b*为蓝,+b*为黄。a*,b*都是水平轴。L*,a*,b*不仅可以精确地表示各种色调,它也为两种色调之间的差即色差表示带来了方便,尤其是在研究或测定近似颜色的差别程度时(比如同一原材料不同批次的比较),匀色空间L*a*b*表色系上任意两点间的距离都可以表示两个颜色之间的总色差。总色差可表示为:
CIE1976L*a*b*空间可由CIE XYZ转换得到,它是把颜色用所含红、绿、黄、蓝的程度来度量的。视网膜锥体细胞有三种不同响应的视觉神经,分别对红绿、蓝黄、黑白起作用,颜色感觉是由各个视觉神经的破坏和会恢复而产生。每发生一次恢复和破坏,就发生一次脉冲信号给大脑,于是得到一种色感。根据这一色觉说,将红度(正向)和绿度(负向)同置于一根横轴(a*轴)上,而将黄度(正向)和蓝度(负向)同置于纵轴(b*轴)上,垂直与a*b*平面的第三根轴为明度L*,这就是L*a*b*表色空间。如下图所示。
CIE1931XYZ空间到CIE1976 L*a*b*空间的转换公式如下:
式中,Xn、Yn、Zn为CIE标准照明体照射在完全漫反射体上,经反射到观察者眼中的三刺激值。对于标准A光源,Xn、Yn、Zn分别取109.8472、100、35.5824。
L*为米制明度;a*、b*为米制色品。这样,(L1*,a1*,b1*)和(L2*,a2*,b2*)两个颜色的明度差为:ΔL*=L2*-L1*
色品差为:Δa*= a2*-a1*和△b*= b2*-b1*
总体色差可用空间的几何距离表示:
当△L*>0时,说明样品色比标准色浅,明度高,反之则低。
当△a*>0时,说明样品比标准色偏红,反之则偏绿。当△b*>0时,说明样品比标准色偏黄,反之则偏蓝。
色差△E的单位时NBS(美国国家标准局的所写,即△E=1时称为1个NBS色差单位),下表列出了NBS单位的感觉值:
作为均匀颜色空间,L*a*b*色空间更好的反应了物体色的心理感受效果,可以用色差来表示物体颜色变化的程度和方向。而且L*a*b*色空间的值是与设备无关的。因此,L*a*b*色空间常被用作颜色检测的标准或色差评价标准。在产品检测中,L*a*b*色空间也经常被使用。