色差是兩種顏色之間的差異。通常,在一定條件下,人眼可以很容易地區(qū)分兩種顏色樣本是否不同。在實(shí)際應(yīng)用中,尤其是工程計(jì)算中,需要用數(shù)學(xué)公式,即色差公式來量化這種差異。色差計(jì)算是色彩科學(xué)中的一門重要學(xué)科,已有80多年的歷史。
建立一個(gè)色差計(jì)算公式不是一件簡(jiǎn)單的事情。首先,需要一個(gè)模型來描述顏色。目前應(yīng)用最廣泛的是CIE1931-XYZ標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)。
CIE1931-XYZ(CIE:國(guó)際照明委員會(huì))是CIE在1931年推薦的色度系統(tǒng)。大部分顏色測(cè)量和計(jì)算都使用該系統(tǒng)。但是,該系統(tǒng)模型中使用的三色值或色度坐標(biāo)與顏色感知沒有直接對(duì)應(yīng)關(guān)系,也不統(tǒng)一、可以對(duì)照?qǐng)D1查看。在CIE1931xy色度圖上,綠色區(qū)域,變化較大時(shí),人眼可以區(qū)分兩種顏色(大圓圈),而在藍(lán)紫色區(qū)域,變化很小會(huì)造成視覺差異(小圓圈)。因此,CIE1931-XYZ 不能用于計(jì)算色差。因此,尋找一個(gè)均勻的色彩空間,進(jìn)而描述色差成為該領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。
圖1 McAdam[1]橢圓(圖片來源:參考文獻(xiàn)[2])
CIE1976LAB:自1931年以來,專家們提出了數(shù)十種統(tǒng)一、1976年之前,CIE推薦CIE1960UCS和CIEWUV 分別,但它們并不理想。直到1976年,CIE才向大家推薦了CIE LAB色彩空間,它具有良好的視覺均勻性,可以很好地描述色差。該模型與CIEXYZ色度系統(tǒng)的換算關(guān)系如下:
Xn、Yn、Zn為光源的三刺激值。在 CIELAB 色彩空間中,色度和色相角的定義如下:
注意:這也稱為 CIEL*C*h* 或 CIELCH 色彩空間。
因此,CIELAB色彩空間的色差公式定義為:
細(xì)心的讀者可能會(huì)發(fā)現(xiàn),這就是三維空間的歐幾里得距離,沒錯(cuò), CIELAB 色彩空間的色差 的定義是 CIELAB 色彩空間中兩種顏色的歐幾里得距離。這個(gè)公式一直沿用至今,仍然是很多圖像相關(guān)領(lǐng)域公司首選的色差公式,盡管CIE一直在“強(qiáng)烈推薦”CIEDE2000、
但是,CIELAB 色彩空間并不是那么完美!