CIEXYZ颜色系统与CIELab颜色系统转换方法

在色差仪中，有很多CIE规定的用于颜色测量的色度系统，其中常见的就有CIEXYZ颜色系统与CIELab颜色系统。不同的颜色系统表示颜色的方法不同，因此想要对同一颜色进行比较，就需要进行色度系统的转换。本文对CIEXYZ颜色系统与CIELab颜色系统转换方法做了介绍。

CIEXYZ颜色系统介绍：

CIE-XYZ系统又被称作CIE1931标准色度学系统，是国际照明委员会在1931年定义的基色系统。CIE-XYZ系统是由三个假想的三原色为标准原色建立的，其X、Y、Z三刺激值可以由R、G、B转换得到。在CIE-XYZ系统中可以用色度坐标确定颜色，所以在农产品的颜色检测中有很高的利用价值。CIE-XYZ系统把颜色的三维空间用二维空间来表示，这样有利于在颜色分类时标准样品与被测样品的匹配程度。在CIE-XYZ系统中X、Y、Z轴色度坐标均相当于红基色、绿基色、蓝基色的比例，其中在 CIE1931色度图中没有乙轴色度坐标。由于比例系数 X+Y+Z=1，Z的坐标值可以推算出来。CIE-XYZ颜色系统是通过大量的实验得到了平均人眼颜色响应，是国际上颜色的测量与表征的统一标准，同时也是颜色的计算和颜色测量有关仪器的设计与制造的基本依据。

CIELab颜色系统介绍：

CIE-L*a*b*颜色系统是国际照明委员会于1976年在CIE1931-XYZ色度学系统的基础上提出来的。在CIE-L*a*b*颜色系统中L*表示明度，其大小范围是0-100，0表示完全黑的物体，100表示完全白的物体；a*表示红绿轴色品指数，表示从红到绿的变化，其值有正负之分，正值越大，红色越浓，越偏向红色，负值越大绿色越浓，越偏向绿色；b*表示黄蓝轴色品指数，数值也有正负之分，正值越大代表黄色越浓，越偏向黄色，负值越大表示蓝色越浓，越偏向蓝色。除此之外，在CIE-L*a*b*颜色系统中还有其他的颜色特征参数，如饱和度C*和色度角H。H值的大小代表了红绿程度，H越大表示越偏向绿色，绿色越浓，反之，则表示红色。

CIEXYZ颜色系统与CIELab颜色系统转换方法：

CIELab颜色空间是CIEXYZ标准色度学系统的非线性变换，它将XYZ直角坐标颜色空间转换为柱面极坐标，将三刺激值XYZ转换成与眼睛视觉相一致的明度L*和与色调、饱和度的感觉相一致的a*、b*。

由CIEXYZ空间向L*a*b*颜色空间转换的公式为：

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Xn=94.811，Yn=100.00，Zn=107.304。