色差仪ΔE值怎么理解？色差仪ΔE值常用计算公式有哪些？

色差仪作为比较类仪器，在对两个色源进行测量时，可以准确的给出两个色源之间的单项色差值，并给出由色差公式计算后的总色差ΔE值，以此作为颜色评判的标准。那么，色差仪ΔE值怎么理解？色差仪ΔE值常用计算公式有哪些？本文为大家做了简要的解答，对此感兴趣的朋友不妨了解一下！

色差仪ΔE值怎么理解？

色差（ΔE）是指定量地对色知觉差异进行表示，通俗说法为一种颜色与另一种指定颜色色知觉差异数值的多少。两种颜色之间的差异可以用孟塞尔表色系统或CIE表色系统的相关特征参数进行区别，如明度、色相、彩度、XYZ三刺激值等。

L*、a*、b*颜色系统三维空间是目前最流行的用于测量物体颜色的色空间。它是CIE定义的均色三维色空间之一，如下图所示。该三维直角坐标系统中，以明度L*和色度坐标a*、b*来表示颜色在空间的位置。

色差ΔE是一个综合值，取决于两种颜色之间的L、a、b差之坐标值。ClE Lab色空间中两个颜色的色度坐标值（L*样品，a*样品，b*样品）和（L*标准，a*标准，b*标准）之间的差值ΔE通过如下公式进行计算：

ΔE=[（ΔL*）²+（Δa*）²+（Δb*）²]^1/2

其中：

ΔL*=L*样品-L*标准，为明度差异；△L*为正值，样品颜色偏浅色方向；为负值，样品偏深色方向。

△a*=a*样品-a*标准，为红/绿差异；△a*为正值，样品颜色偏红；△a*为负值，样品偏绿。

△b*=b*样品-b*标准，为黄/蓝差异；Δb*为正值，样品颜色偏黄；△b*为负值，样品偏蓝。

用ΔE来评价色差时，△E越小表示样品与标准颜色越接近，反之则表示两种颜色相差越远。

色差仪ΔE值常用计算公式：

目前色差仪ΔE值常用计算公式主要是CIELAB色差公式和CIEDE2000色差公式，具体情况如下：

1.CIELAB色差公式

色差仪最常用的△E值计算公式就是CIE1976L*a*b*色差公式。CIE1976L*a*b*通常简称为CIELAB，它是当时使用效果最好的色差公式，许多国家包括国际标准化组织（ISO）都采用它作为自己的标准。因此可以讲CIELAB色差公式是自1976年起使用较广泛、较通用的色差公式。

在与颜色感觉一致的均匀颜色空间内，两个颜色样品之间的色差表示为其坐标点之间的距离，即：

式中L1*、a1*、b1*和L2*、a2*、b2*分别是两个样品的坐标值。色差公式的几何意义是在均匀颜色空间以标准色样的坐标点为中心的一个椭球，其在L*、a*、b*三个方向的半轴长分别为（L1*-L2*）、（a1*-a2*）、（b1*-b2*）。若规定椭球内的颜色满足色差容限的要求，则椭球外的颜色与标准色样的色差超出了色差容限范围，便不满足色差的要求。

在实际计算中，可采用以下计算过程。CIE1976L*a*b*空间由CIE-XYZ系统通过数学方法转换得到，转换公式为：

其中X、Y、Z 是物体的三刺激值：X0、X0、Z0为 CIE标准照明体的三刺激值；L*表示心理计量明度，简称明度指数；a*、b*为心理计量色度，简称色度指数。其中X/X0，Y/Y0，Z/Z0任一个都不能小于0.008856，否则应按下式计算L*、a*、b*的值：

（1）亮度差：

亮度差△L*表示样品与标准的深浅差，如果是正值，表示样品比标准浅，如果是负值，表示样品比标准深。

（2）饱和度差：

饱和度差△C*表示样品颜色与中性灰的饱和度的差，即表示鲜艳程度。△C*为负值表示标样比样品鲜艳，△C*为正值则表示样品比标样鲜艳。

（3）色相角差：

色相角差△H*，表示样品色相角与标准色相角的差，△H*的计算结果由a*b*平面上的样品颜色点相对于标准颜色点的位置所决定，在顺时针向上△H*为正值，在逆时针方向上△H*为负值。

（4）总色差：

2.CIEDE2000色差公式

由于CIE1976L*a*b*均匀颜色空间和色差公式仍然存在缺陷，国际照明委员会一直在寻找更理想的公式。为此CIE在CIE1976L*a*b等色差公式的基础上，通过大量视觉实验和色差评估实验，于2001年正式推荐一个最新的色差公式，并命名为CIE2000（△L'，△C'，△H'）色差公式，简称CIEDE2000。

CIEDE2000色差公式是最新由CIE推荐的色差公式。该公式不仅包含有明度差、彩度差和色调差加权函数，还加入了色调差与彩度差的交叉项，和改善中性灰色色差预测能力的函数项。

CIEDE2000色差公式的完整表述形式如下：

计算步骤：

第一步：计算CIELAB公式中的L*、a*、b*、C*ab。

第二步：计算L'、a'、C’和h'。

G表示CIELAB颜色空间的轴的调整因子，a*是彩度的函数。C*ab是C*ab的算术平均值。

第三步：计算△L'、△C'ab、△H'ab。

第四步：计算SL、SC、SH、和T。

其中，L为两个样品L'、L'2的算术平均值；C'ab为两个样品C'ab,1、C'ab,2的算术平均值；h'ab为两个样品h'ab,1、h'ab,2的算术平均值。

第五步：代入CIEDE2000色差公式计算。

色差仪△E值的单位是什么？

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。