色差怎么评价？色差评价的颜色空间和色差公式有哪些？

色差怎么评价？色差指的是两个颜色刺激感知差异的量值。色差评价就是对色差大小进行感性或者理性描述的一个过程。由于其异变性和主观性较强，所以需要大量的色差心理物理实验建立一个相对可靠的色差公式来进行色差的评价。本文对色差评价的颜色空间和色差公式进行了介绍，感兴趣的朋友可以了解一下！

什么是色差评价？

色差指的是两个颜色刺激感知差异的量值。色差评价就是对色差大小进行感性或者理性描述的一个过程。由于其异变性和主观性较强，所以需要大量的色差心理物理实验建立一个相对可靠的色差公式来进行色差的评价，以便用于科学研究和日常生活中。

色差评价的颜色空间：

颜色空间有很多种，一般情况下按照颜色感知角度进行分类，可以将颜色空间分为三大类：1）混合型颜色空间，如RGB、CMY（K）和XYZ等；2）亮度颜色空间，此类方法主要应用于黑白图像。如L*a*b*、L*u*v*、YUV和YIQ等；3）亮度/饱和度/色度型颜色空间，常见的有HIS、HSL、HSV和LCH等。下面主要对L*a*b*和LCH颜色空间进行介绍。

1.CIELAB均匀颜色空间

1976年CIE推出了CIE1976L*a*b*均匀颜色空间，随着研究的加深其应用范围也越来越广泛，涉及医学、工业、农业等领域。它表示空间中两物体的颜色色差和主观感受基本一致。其基本思路就是将CIE1931系统的XYZ直角坐标进行非线性变换得到一个柱面极坐标空间，如下图所示。其中L*表示的是主观亮度，a*和b*表示色度。L*越大颜色就越亮，反之越暗；a*值越大越接近红色，反之越接近绿色；b*值越大越接近黄色，反之越接近蓝色。

CIE1976 L*a*b*的计算表达式如下：

其中，X，Y，Z分别为CIE1931标准色度学系统的三刺激值，X0，Y0，Z0为观察样品时使用的照明光源多对应的标准照明三刺激值。在一般情况下，定义亮度最大，即 Y0=100。标准照明体三刺激值X0，Y0，Z0计算公式如下：

其中不同照明体的三刺激值及色品坐标是不同的。

其中，f（X/X0），f（Y/Y0），f（Z/Z0）为分段函数，有如下表达式：

2.LCH颜色空间

LCH颜色空间是由CIELAB颜色空间推导出来的。其有如下数学换算关系：

由于LCH对图像进行修正符合日常生活中人们对于色彩理解的习惯，而且色彩修正具有便于理解、直观和易于控制等优点，所以日常生活中应用较多。

色差评价的色差公式：

色差公式经历了漫长的发展历程，从CIE1931彩色空间，CIE1960均匀彩色空间，CIE1964均匀彩色空间再到CIE1976L*a*b*（CIELAB）均匀彩色空间。色差公式随着时间发展慢慢得到了改进间。从较有影响力的CIE1976L*a*b*色差公式开始，紧接着又提出了CMC（l：c）、CIE94、BFD和LCD这四个色差公式。随后又提出了CIEDE2000色差公式，CIEDE2000结合了这四个公式的长处，因此它被认为是目前与人类主观视觉感受最为吻合的色差公式，其优点很多，特别是对小色差有更为理想的色像、彩度、明度加权函数。下面就CIE1976L*a*b*色差公式做个简单介绍。

CIE1976L*a*b*均匀颜色空间反应了人类主观视觉感受，所以在坐标系中任意两点的距离表示的就是人眼感受到的色差，即：

其中，L*1、a*1、b*1和L*2、a*2、b*2分别表示坐标系中任意两点的坐标参数。并且该色差公式对与主观视觉感受直接相对应的明度差△L*ab，饱和度差△C*ab和色调差Δh*ab也进行了定义。

色差的单位是什么？

1939年，美国国家标准局采纳了贾德等的建议并推行Y1/2、a、b色差计算公式，且根据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”。一个NBS色差单位大约相当于视觉色差识别阈值的5倍。与孟塞尔系统中相邻两级的色差值比较，则1个NBS单位约等于0.1孟塞尔明度值，0.15孟塞尔彩度值，2.5孟塞尔色相值（彩度为1）；孟塞尔系统相邻两个色彩的差别约为10NBS单位。NBS的色差单位与人的色彩感觉差别用下表来描述，可知NBS色差单位在工业应用上是有价值的。后来开发的新色差公式，往往有意识的把单位调整到与NBS单位相接近，例如：ANLAB40、HunterLab以及CIELAB、CIELUV等色差公式的单位都与NBS单位大致相同（不是相等），并不是任何一个色差计算公式计算出的色差单位都是NBS。