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色差的单位是什么？色差的计算公式有哪些？

摘自：发七人商城 | 2022-12-08 | 作者：Faqiren

文章摘要：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。那么，色差的单位是什么？色差的计算公式有哪些？本文对色差的单位及色差的计算公式进行了介绍，感兴趣的朋友可以了解一下！

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。那么，色差的单位是什么？色差的计算公式有哪些？本文对色差的单位及色差的计算公式进行了介绍，感兴趣的朋友可以了解一下！

色差计算公式

色差的单位是什么？

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。

色差的计算公式有哪些？

目前色差计算的公式有：CIELAB、CMC（l:c）、CIE1964、Cube-Root、FMC-2、Godlove、Visual、CIE94、ISO、CIE1976LUV、JPC79等多种，且各具优缺点，实际使用中与习惯和经济发展水平以及行业特点有重要关系。1936-1976年为一个阶段，有20多个公式。1976年后为一个阶段，多数以CIELAB色差公式为基础进行修正，实用性大大提高。下面只对几种常用的色差计算公式进行介绍。

1.CIELAB色差公式

在CIELAB颜色空间中，两个颜色（L1*，a1*，b1*）和（L2*，a2*，b2*）之间的色差可以用欧氏距离来表示：

CIELAB色差公式.jpg

其中L*是CIELAB空间的明度值，a*，b*为色品坐标，△L*、△a*和△b*分别是CIELAB空间中三个标尺的差值。

色差△E*ab也可以用明度差△L*、彩度差△C*ab和色调差△H*ab来定义，即：

明度、彩度、色调计算的色差公式.jpg

如果CIELAB空间是等视觉均匀的，其对应的视觉容差在该颜色空间中应当是一个球形，并且在颜色空间的各个区域都应具有相同的半径。但实际上，在CIELAB空间中用椭球来表示颜色中心所对应的视觉容差更为合适。虽然这些色度椭球的半轴比CIExy色品图上色度椭圆的半轴更为均匀，但是在尺度大小上仍然存在着明显的差异，并随着彩度值的增加，椭球的半轴随之变大，尤其是椭球的长半轴。虽然CIELAB色差公式对中小色差的预测性能与目视观察结果之间存在较大差异，但相对于其后的一些色差公式而言，其表达式极为简单，并且对大色差尚有较好的预测性能，因此在现今工业生产中仍被广泛采用。

2.CMC（l:c）色差公式

CMC（l:c）色差公式是由F.J.JClarke、R.McDonald和B.Rigg利用纺织工业的颜色匹配可接受性实验数据在对色差公式JPC79进行改进的基础上于1984年提出的，克服了JPC79在深色和中性色区域的计算值和目视值之间存在较大偏差的缺陷，并引入了明度权重因子l和彩度权重因子c，以适应不同应用的需求。CMC（l:c）的色差表达式为：

CMC色差公式.jpg

其中，L*ab,std、C*ab,std和h*ab,std均为标准色样的色度参数，这些值以及△L*ab、△C*ab和△H*ab均由CIELAB色差公式计算得到。权重函数Sl、Sc和SH对相应色度椭球的半轴进行了尺度调整。大量实验表明，当对色差的可接受性评价时，明度权重因子l和彩度权重因子c的比值为l:c=2：1；而对色差的可察觉性评价时，推荐采用l:c=1：1.

由于CMC（l:c）色差公式比CIELAB公式具有更好的视觉一致性，得到了许多国家和组织的广泛采用。英国于1988年正式采纳其为国家标准；在1989年被美国纺织品染化师协会采用，并于1995年成为纺织工业的国际标准ISO105J03“小色差计算”；同时，该ISO标准也被我国采用为国家标准。

3.CIE94色差公式

色差公式CIE94由RIT的R.S.Berns等人在对RIT-DuPont、Luo-Rigg和Witt 这三个基于物体色的中小色差视觉实验数据集进行相关分析和处理的基础上所提出，并由CIE技术委员会TC1-29于1995年推荐为用于工业色差评价，其表达式为：

CIE94色差公式.jpg

其中，△L*、△C*ab和△H*ab，均由CIELAB色差公式计算得到；△C*ab一般指标准色样的CIELAB彩度，但当被测样品中不分标准色样与测试色样时，则以两者的几何平均值作为C*ab，即：△C*ab=（C*ab,1△C*ab,2）1/2。

在使用CIE94色差公式时，CIE推荐了相应的参考观察条件。当实际的观测条件和应用场合不同于CIE94参考观察条件时，需要用参数因子kL、kC和kH来调整明度、彩度和色调分色差在总色差中的相对权重。

TC1-29指出，当获取新的实验数据时应对CIE94继续改进。可以在不同于参考观察条件的实验条件下进行视觉实验，利用相关实验结果对权重函数SL、SC和SH以及参数因子kL、kC和kH进行修改，从而对CIE94进行改良[]。随着更多实验数据的获得，还可以对色差公式CIE94及其权重函数的表达式结构进行修改。

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