色差仪△E值常用计算公式有哪些？色差仪△E值单位是什么？

为了对颜色之间的差异值进行定量的评定，色差仪内部配置了多个色差公式。理想的的色差公式可以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。那么，色差仪△E值常用计算公式有哪些？色差仪△E值单位是什么？本文将为大家进行介绍。

色差仪△E值常用计算公式介绍：

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。下文对色差仪中常用的色差计算公式进行介绍：

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△hab：

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（l：c）色差公式在修正CIELAB色差公式的基础上，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。它引入了明度权重因子l彩度权重因子c，能够解决暗色和中性色区域的色差结果计算与人眼测量结果相差较大的问题，适应不同的色差需求。

CMC（l:c）公式定义视觉特性为椭圆，椭圆内部所表示的颜色与标准色在视觉特性上表示一致，椭圆外部所表示的颜色则不一样。用椭圆方程定义的色差公式如下所示：

上式中，△L*、△C*、△H*三个参数分别代表明度差、彩度差和色相差，下标为std的代表标准样本。SL、SC、SH椭圆的半轴，l是明度权重因子，c是彩度权重因子，通过改变l，c因子改变相对椭圆半轴的长度来控制色差范围，对于可接受色差取l=2，c=1。

由于CMC（1：c）色差公式与人眼视觉特性一致，因此独立于颜色区域的“单一阈值”可用于对不同的颜色质量控制，为颜色测量和色差评估带来极大的方便。

3.CIE94色差公式

由于观测条件和样品特性的变化会影响工业色差评估，CIE经过充分研究这些外在因素的影响后，基于CIELAB色差公式提出了CIE94色差公式。该公式规定了一些默认参考条件，如照明需采用CIE标准照明体D65、样品色差幅度在0-5CIELAB色差单位、样品结构在颜色上是均匀的、样品尺寸为视场大于4°、样品放置为直接边捻接触等。在染色工业相关应用中，这些参考条件的设置使得该公式计算出的明度、色调、彩度的差异与人眼感觉相一致。CIE94色差公式与CMC（l：c）色差公式结构相似，但其权重函数更加简单。CIE94色差公式的相关表达式如下式所示：

上式中△L、△C*ab、△H*ab分别表示样本间颜色在明度、色度和彩度三个分量上的差异，由CIELAB色差公式计算得到。kL、kC、kH三个参数与CMC（l:c）公式中的kl和kc一样，其取值可根据具体对象决定。在印刷行业中推荐使用kL=1.4，kC=kH=l；在纺织行业中，当kL=2，kC=kH=1时，CIE94色差公式计算结果与视觉评价更接近。

4.CIEDE2000色差公式

CIEDE2000色差公式是CIE的工业色差评价修正技术委员会对现有的色差公式及相关数据分析后，于2000年提出的新的色差公式，也是目前最近的一个色差公式。其计算如下式所示。

上式中，△L'、△C'ab为CIELAB颜色空间的亮度差、彩度差，AH'ab是改进后的色相差；KL、KC、KH为参数因子，可根据实际使用确定具体的矫正参数，在CIE标准观测条件下，取KL=KC=KH=1；SL、SC和SH分别为明度、彩度和色调的权重因子，计算公式如上式所示。

CIELAB色差公式是在CIELAB颜色空间，直接计算标准颜色和被测样本颜色两点之间的直线距离；CMC（l：c）色差公式是在CIELAB颜色空间基础上对色差公式进行修正得到，从增加了SL、SC和SH三个权重系数，使得可以分别从明度、彩度、色调三个方面各自进行调整，以对颜色空间的均匀性进行校正；CIED2000重新定义了CIELAB颜色空间的a轴，改善了对中性颜色的预测性能，并修改了明度和色调的权重系数SL和SH，很好的修正了椭圆不规则的问题。

色差仪△E值单位是什么？

1939年，美国国家标准局采纳了贾德等的建议而推行Y1/2、α、β色差计算公式，并按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单位大约相当于视觉色差识别阀值的5倍。如果与孟塞尔系统中相邻两级的色差值比较，则lNBS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。如果将NBS的色差单位与人的色彩感觉差别用下表来描述，则NBS单位在工业应用上是有价值的。后来开发的新色差公式，往往有意识地把单位调整到与NBS单位相接近，例如ANLAB40，Hunter Lab以及CIE LAB、CIE LUV等色差公式的单位都与NBS单位大略相同（不是相等）。

因此，我们不要误解以为任何色差公式计算出的色差单位都是NBS。为了防止与NBS单位相混淆，后来英国染化家学会提出用ANLAB公式计算的色差单位称为“ANLAB色差单位”。当然，我们也可以用“CIELAB色差单位”和“CIELUV色差单位”来表示。只是我们应该知道：用不同的色差公式计算得到的色差值是不同的，而且彼此不存在简单的换算关系。