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CIELab均匀测色空间及其用于色差测量的特点

摘自：发七人仪器网 | 2025-08-21 | 作者：Faqiren

文章摘要：CIELab均匀测色空间是CIE规定的用于颜色测量比较常见的颜色空间，该颜色空间是目前色差仪、分光测色仪等主流颜色测量仪器中比较常见的一个测色空间。本文对CIELab均匀测色空间及其用于色差测量的特点做了介绍。

CIELab均匀测色空间是CIE规定的用于颜色测量比较常见的颜色空间，该颜色空间是目前色差仪、分光测色仪等主流颜色测量仪器中比较常见的一个测色空间。本文对CIELab均匀测色空间及其用于色差测量的特点做了介绍。

CIELAB颜色空间模型.jpg

CIELab均匀测色空间含义：

CIELab色彩由亮度分量L、a分量（从绿到红）和b分量（从蓝到黄）组成。坐标原点为（a*，b*）=（0，0），表示没有色彩的灰阶颜色。坐标点相对于坐标原点的空间距离表征各种色彩的深度，空间距离越远，色彩越深。CIELab空间坐标计算如下：

Lab颜色空间与X、Y、Z三刺激值的转换公式.jpg

以上计算公式中，X，Y，Z为被测颜色样品的三刺激值，Xn，Yn，Zn为指定的白色刺激的三刺激值，大多数情况下为CIE标准照明体照射在完全漫反射体上，在经过完全漫反射面反射至观察者眼中的白色刺激的三刺激值，其中Yn=10。

CIELab色差计算公式是第一个被国际广泛认同的色差公式，该色差公式是基于CIELab均匀颜色空间，其计算式为：

CIELAB色差计算公式.jpg

其中，△E*ab是两个颜色的色差，△L*，△a*，△b*是两个颜色相应坐标的差值，其计算方法如下：

△L，△a，△b值计算公式.jpg

以上公式中，当观察视场角在1～4°时，采用CIE1931标准色度观察者计算三刺激值，当观察视场角大于4°时，采用CIE1964标准色度观察者计算三刺激值。

CIELab均匀测色空间用于色差测量的特点：

CIELab色度空间是CIE推荐的均匀颜色空间，颜色的均匀性已经有了很大的改善，但是对于人的感觉来说，该空间还是不均匀的。孟塞尔系统从人的主观感觉出发，以人对颜色的感觉等间隔地划分颜色，因此，它常作为检验某一颜色空间均匀性的标准。经过实验标定，再将孟塞尔系统的颜色在LAB空间中表示出来，如果LAB空间是均匀的，则绘制的孟塞尔系统颜色应该是平滑均匀的曲线。如下图所示，是当明度为V=5时绘制的孟塞尔表色系统曲线图，从图中可以看出，虽然LAB空间的均匀性已经得到了很大改善，但仍是不均匀的。

孟塞尔系统LAB坐标.jpg

根据麦克亚当的实验，在CIEXYZ色度图上，在不同位置不同方向上颜色的宽容度是不同的，在蓝色区域最小，绿色区域最大。（X/Xn）1/3～X，（Y/Yn）1/3～Y，（Z/Zn）1/3～Z三组对应关系之间并不是线性关系，即当XYZ较小时，X，Y，Z的轻微变化，使（X/Xn）1/3，（Y/Yn）1/3，（Z/Zn）1/3产生相对较大的变化，因此XYZ值较小的低亮度色块容易产生较大色差，这也是LAB空间亮度不均匀性的体现。许多颜色科学家在典型工业应用观察条件下又做了大量相关的颜色辨别实验，其中对中小色差实验数据集的分析结果表明LAB颜色空间对于中小色差是非视觉均匀的，如下图所示是Luo和Rigg获得的a*b*平面上的颜色辨别色度椭圆。

Luo和Rigg色差椭圆.jpg