色差仪有哪些典型色差公式？色差仪色差值怎么表示？

色差是工业生产中对产品颜色质量控制的最重要参数之一。理想的色差公式可对任意颜色样本对给出确定的色差值，并由此判断该色差是否可接受。色差仪作为颜色检测的光电仪器，其内部配置了多种CIE规定的色差仪公式。那么，色差仪有哪些典型色差公式？色差仪色差值怎么表示？本文为大家作了介绍。

色差仪典型色差公式介绍：

1.CIELAB色差公式

CIELAB色差公式是最简单的色差公式，也是1976年CIE推荐的工业应用色差公式之一。使用两个颜色刺激色样在空间中的欧式距离来表示两者之间的色差。假设在CIELAB颜色空间中有两个颜色（L*0，a*0，b*0）和（L*1，a*1，b*1），通过下列色差公式便可计算出两者之间的色差。

式中，△L*、△a*和△b*分别表示两个颜色样本的坐标L*、a*和b*之差。色差也可以用明度差△L*、饱和度差△C*_ab和色调差△H*_ab来定义，即：

其中，利用下式可以得到色度差△C*_ab和色调角度差△h_ab：

如果CIELAB空间是理想的均匀颜色空间，则其对应的视觉容差应为球形。根据颜色科学研究人员的实验研究，发现在CIELAB空间使用椭球来描述颜色的视觉容差更为合适，这表明CIELAB颜色空间并非理想的均匀颜色空间。虽然CIELAB色差公式对中小色差的预测精度较差，但由于其结构简单，易于理解并具有较好的大色差预测精度，所以仍被广泛应用。

2.CMC色差公式

CMC是英国颜色测量委员会（Colour Measurement Committee）的缩写，1988年CMC色差公式被英国推荐为英国国家标准（BS6823），广泛应用于纺织行业及其他工业。在修正CIELAB色差公式的基础上，CMC色差公式根据视觉关系调整了每个色调方向的色差椭圆大小和形状；改善了彩度差变化与明度之间的关系，使不同彩度的颜色具有不同的色差容限。非彩色区域附近的椭圆较小，彩度高的椭圆较大，色差容限与彩度的变化成正比。CMC色差公式为如下形式：

其中，△L*_ab、△H*_ab和△C*_ab为CIELAB确定的明度差、彩度差和色调差：S_L、S_C和S_H分别为明度、彩度和色调的权重函数：L*_s、C*_ab,s和h_ab,s均为确定色差的标准样本。明度权重因子/和彩度权重因子c与具体应用条件有关，一般情况下c=1。在纺织业中，当l=2时用CMC色差公式计算得到的纺织品色差与视觉感觉相对一致。对于涂料、塑料和油墨等应用，取l=1.4。

CMC色差公式实际上是一个三维空间中的椭球公式，也就是说，用以目标色样的坐标点为中心的一个椭球来表示色差，椭球的大小与样品颜色同目标色的差别有关，也与具体的颜色区域有关，在不同的颜色区域用不同大小和取向的椭球来表示色差。这种计算色差的方式已经被CIE确定为今后发展色差公式的一种标准形式，主要的研究重点是如何确定公式中的系数，CIE94色差公式就是这类公式的代表。

3.CIE94色差公式

Berns等人基于RIT-DuPont、Luo-Rigg和Witt的视觉实验数据集提出了CIE94色差公式，1995年，CIE技术委员会TC1-29推荐CIE94色差公式作为工业色差评价标准。CIE94色差公式与CMC色差公式相比，其权重函数更简单，具体色差公式如下所示：

其中，S_L、S_C、S_H分别是明度、彩度和色调的权重函数；k_L、k_C、k_H分别为对应的参数因子，在CIE推荐的色差计算的标准条件下，k_L=k_C=k_H=1，当使用条件和参考条件不同于该公式标准条件时，通过改变参数因子来调整明度、饱和度和色调色差分量在总色差中的相对权重；C*_ab一般指标准色样的CIELAB彩度，当被测色样中不分标准色样与测试色样时，C*_ab取两者的几何平均值，即上式计算公式。

4.CIEDE2000色差公式

CIE工业色差中关于评估色相和修正明度的技术委员会TC1-47通过对已有色差公式和视觉实验数据进行分析研究，在2000年提出了一个新的色差评价公式，该公式随后得到了CIE的推荐，称为CIEDE2000色差公式，CIEDE2000形式上虽然复杂很多，但也大大提高了色差预测的精度。CIEDE2000色差公式的完整表述形式如下式：

其中，K_L、K_C、K_H是校正因子，L'、C'、h'是两个样本之间的L'、C'和h'算术平均值。当两个样本的色调角绝对差值大于180°时，先把较大的色调角减去360°，再进行计算；反之则直接用后面的式子计算。

色差仪色差值表示方法：

色差用△E表示，△表示差异，E是德语单词Empfindung的第一个字母，含义是感觉。色差的单位是NBS，它是美国国家标准局（National Bureau of Standards）制定的，现为各国普遍采用。当△E=1时称为1个NBS色差单位，1NBS色差单位大约相当于在最优试验条件下人眼所能感觉到的最小色差的5倍。在CIE色度图中，1NBS色差单位相当于 0.0015～0.0025x或y的色度坐标变化。在孟塞尔色系中，一个孟塞尔明度单位等于10个NBS色差单位，1个孟塞尔饱和度单位等于7个NBS色差单位。

下表表示NBS单位及在色差视觉上的显著程度。