CIEDE2000色差公式相關

時間  2019-11-11
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色差公式發展的三個重要的階段：1976年之前（CIELAB和CIELUV的採用）、1976年到2001年（CIEDE2000色差公式的推薦）、2001年之後。html

國際照明委員會1998年成立了技術委員會(TC)1-47，主要任務是基於色相和明度的工業色差修正。ide

通過技術委員會成員的緊密協做，在2001年被推薦了名爲CIEDE2000的色差公式。函數

它包含了5個對CIELAB的校訂：明度權重函數、彩度權重函數、色相權重函數、彩度差和色相差的交互項（用來改進藍色的性能）、調整CIELAB a*的因子（用來改善灰色的性能）。工具

結果代表，CIEDE2000公式對高級的色差公式如CIE94或CMC都有了很大地改進。性能

 

國際照明委員會(CIE，Commission Internationale de L'Eclairage / International Commissionon Illumination)測試

負責國際顏色標準的研究開發，其中一個很是重要的任務就是創建色差公式，以向用色工業提供物體色判斷的標準，好比，用一個色差公式的數值來判斷是否合格。自從第一個CIE色度系統研究出來之後，有40多個色差公式已經被研究出來.ui

主要的色差公式有：FCM色差公式、LABHNU色差公式、JPC79色差公式、ATDN色差公式、住友方法、CIELAB色差公式的改良式、BFD色差公式、LCD色差公式、CMC(1：c)色差公式、CIE94色差公式等。CIEDE2000色差公式。lua

爲了進一步改善工業色差評價的視覺一致性，CIE專門成立了工業色差評價的色相和明度相關修正技術委員會TC1-47（Hue and Lightness Dependent Correction to Industrial Colour Difference Evaluation）,通過該技術委員會對現有色差公式和視覺評價數據的分析與測試，在2000年提出了一個新的色彩評價公式，並於2001年獲得了國際照明委員會的推薦，稱爲CIE2000色差公式，簡稱CIEDE2000，色差符合爲△E00 。CIEDE2000是到目前爲止最新的色差公式，該公式與CIE94相比要複雜的多，同時也大大提升了精度。spa

因爲人眼與色差計在色度圖中不一樣位置的色彩評估方法和形狀上的差別，引發了許多色彩評定時測量數據與目測結論不匹配的問題，CIE 2000色差計算公式的提出，就是爲了解決這個問題和難題。3d

在CIE Lab（L*a*b*色空間）中評估色差的經常使用參數ΔE*ab和Δa*b*分別定義爲圓圈和矩形。CIE 2000的色差參數ΔE00倒是一個主軸在飽和度方向上的與人眼辨別臨界區相接近的橢圓。在低飽和度的區域，重量係數SL，SC和SH都接近與1，使得整個橢圓更象個圓形。在高飽和度的區域，重量係數SC將比其餘兩個係數SL和SH變得更大，所以在飽和度方向上橢圓被拉得更狹長（飽和度的敏感度更低）。

CIEDE2000色差公式

 色差計算工具，https://www.colortell.com/colorde

 

CIEDE2000色差公式以下：標準色和樣品色。

引入不一樣的參數來調節三個色差△L‘、△C‘ab、△H‘ab在總色差中的權重，以提升色差計算結果與目視評判的一致性。

三個常量參數KL，KC和KH，用戶能夠根據不一樣的測量對象或者色彩品質控制要求來自定義它們的數值，以得到更靈活的色差計算方式。

計算步驟：  

一、計算CIELAB公式中的L*、a*、b*、C*ab

二、計算L‘、a‘、C‘、h‘

G 表示 CIELAB 顏色空間的軸的調整因子。

三、計算△L‘、△C‘ab、△H‘ab

最新色差公式CIEDE2000 - 道客巴巴 https://www.doc88.com/p-1436669686686.html

四、計算SL、SC、SH、T和RT(由RC計算得來)

 

彩度C,色相角h。

T是色相角的函數，T和h之間的關係以下圖：

 

CIEDE2000 色差公式寬容量橢圓以下圖所示：

在色相角270°左右，顏色的描述範圍【寬容量橢圓】有些失真

 

 

 

matlab程序：

function [DE,RT,hm,Dt,Rot]=CIEDE2000(LABREF,LAB,K)
% DE2000 calculates colour difference between a reference and sample
% using CIEDE2000 colour difference (as defined in Luo, Cui and Rigg (2000))
%
% Input data can be single values or multiple values arranged in columns
% LABREF can be a single value while LAB is a column
%
%   Colour Engineering Toolbox
%   author:    ?Phil Green
%   version:   1.1
%   date:      17-01-2001
%   modified:  Zheng Yuanlin, 2010-08-23    
%  
% set the values of parametric weighting factors KL,KC,KH
if nargin>2
   if length(K)>2
      kL=K(1);kC=K(2);kH=K(3);
   end
else
   kL=1;kC=1;kH=1;
end
%___________________________________________________________________
L=LABREF(:,1);
a=LABREF(:,2);
b=LABREF(:,3);
C=(a.^2+b.^2).^0.5;
 
Ls=LAB(:,1);
as=LAB(:,2);
bs=LAB(:,3);
Cs=(as.^2+bs.^2).^0.5;
 
%find G and recompute a', C' and h'
Cm=(C+Cs)/2;
G=0.5*(1-(Cm.^7./(Cm.^7+25^7)).^0.5);  % a軸調整因子
a=(1+G).*a;
as=(1+G).*as;
C=(a.^2+b.^2).^0.5;
h=hue_angle(a,b);
Cs=(as.^2+bs.^2).^0.5;
hs=hue_angle(as,bs);
zcidx = (C.*Cs == 0);
%% find the mean chroma and hue for each reference/sample pair
Cm=(C+Cs)/2;              % 彩度平均值
 
%% 色相角平均值
% hm=hmean_GS(h,hs,C,Cs);
hm=(h+hs)/2;
hm=hm-360*(abs(h-hs)>360);
hm=hm+(hm<0)*360;
hm(zcidx)=h(zcidx)+hs(zcidx);
%% 色相角差
% Dh=angle_diff_GS(h,hs,C,Cs); 
Dh=hs-h;
Dh = Dh - 2*180* (Dh > 180 );
Dh = Dh + 2*180* (Dh < (-180) );
Dh(zcidx)=0;
%%
rad=pi/180;
DL=(L-Ls);    % 亮度差
DC=Cs-C;     % 彩度差
DH=2*((C.*Cs).^0.5).*sin(rad*(Dh)/2);  % 色相差
 
% calculate T
T=1-0.17*cos(rad*(hm-30))+0.24*cos(rad*2*hm)+0.32*cos(rad*(3*hm+6))-0.2*cos(rad*(4*hm-63));
%權重因子 SL, SC, SH
SL=1+(0.015.*((L+Ls)./2-50).^2)./(20+((L+Ls)./2-50).^2).^0.5;
SC=1+0.045.*Cm;
SH=1+0.015.*Cm.*T;
Dt=30*exp(-(((hm-275)/25).^2));
RC=2.*((Cm.^7)./(Cm.^7+25.^7)).^.5;
RT=-sin(2*rad*Dt).*RC;
Rot=RT.*(DC./(SC.*kC)).*(DH./(SH.*kH)); % 調整項
DE=((DL./(SL.*kL)).^2+(DC./(SC.*kC)).^2+(DH./(SH.*kH)).^2+Rot).^0.5;
return
View Code

 

色差公式計算類:

internal class ColorDifferences
    {
        /// <CIE 1976 L*a*b*色差公式>
        /// </summary>
        /// <param name="L1"></param>
        /// <param name="a1"></param>
        /// <param name="b1"></param>
        /// <param name="L2"></param>
        /// <param name="a2"></param>
        /// <param name="b2"></param>
        /// <returns></returns>

        public static double delta_Eab(double L1, double a1, double b1, double L2, double a2, double b2)
        {
            double Eab = 0;             //  △Eab
            double chafang_L = 0;             //  (L1-L2)*(L1-L2)
            double chafang_a = 0;             //   (a1-a2)*(a1-a2)
            double chafang_b = 0;             //   (b1-b2)*(b1-b2)

            chafang_L = ( L1 - L2 ) * ( L1 - L2 );      //差-方
            chafang_a = ( a1 - a2 ) * ( a1 - a2 );
            chafang_b = ( b1 - b2 ) * ( b1 - b2 );

            Eab = Math.Pow(chafang_L + chafang_a + chafang_b, 0.5);

            return Eab;
        }

        /// <CIE DE 2000色差公式>
        /// </summary>
        /// <param name="L1"></param>
        /// <param name="a1"></param>
        /// <param name="b1"></param>
        /// <param name="L2"></param>
        /// <param name="a2"></param>
        /// <param name="b2"></param>
        /// <returns></returns>

        public static double delta_E00(double L1, double a1, double b1, double L2, double a2, double b2)
        {
            //參考《現代顏色技術原理及應用》P88數據
            double E00 = 0;               //CIEDE2000色差E00
            double LL1, LL2, aa1, aa2, bb1, bb2; //聲明L' a' b' （1,2）
            double delta_LL, delta_CC, delta_hh, delta_HH;        // 第二部的四個量
            double kL, kC, kH;
            double RT = 0;                //旋轉函數RT
            double G = 0;                  //G表示CIELab 顏色空間a軸的調整因子,是彩度的函數.
            double mean_Cab = 0;    //兩個樣品彩度的算術平均值
            double SL, SC, SH, T;
            //------------------------------------------
            //參考實驗條件見P88
            kL = 1;
            kC = 1;
            kH = 1;
            //------------------------------------------
            mean_Cab = (CaiDu(a1, b1) + CaiDu(a2, b2)) / 2;
            double mean_Cab_pow7 = Math.Pow(mean_Cab, 7);       //兩彩度平均值的7次方
            G = 0.5*(1-Math.Pow(mean_Cab_pow7 / (mean_Cab_pow7 + Math.Pow(25, 7)), 0.5));

            LL1 = L1;
            aa1 = a1 * (1 + G);
            bb1 = b1;

            LL2 = L2;
            aa2 = a2 * (1 + G);
            bb2 = b2;

            double CC1, CC2;               //兩樣本的彩度值
            CC1 = CaiDu(aa1, bb1);
            CC2 = CaiDu(aa2, bb2);
            double hh1, hh2;                  //兩樣本的色調角
            hh1 = SeDiaoJiao(aa1, bb1);
            hh2 = SeDiaoJiao(aa2, bb2);

            delta_LL = LL1 - LL2;
            delta_CC = CC1 - CC2;
            delta_hh = SeDiaoJiao(aa1, bb1) - SeDiaoJiao(aa2, bb2);
            delta_HH = 2 * Math.Sin(Math.PI*delta_hh / 360) * Math.Pow(CC1 * CC2, 0.5);

            //-------第三步--------------
            //計算公式中的加權函數SL,SC,SH,T
            double mean_LL = (LL1 + LL2) / 2;
            double mean_CC = (CC1 + CC2) / 2;
            double mean_hh = (hh1 + hh2) / 2;

            SL = 1 + 0.015 * Math.Pow(mean_LL - 50, 2) / Math.Pow(20 + Math.Pow(mean_LL - 50, 2), 0.5);
            SC = 1 + 0.045 * mean_CC;
            T = 1 - 0.17 * Math.Cos((mean_hh - 30) * Math.PI / 180) + 0.24 * Math.Cos((2 * mean_hh) * Math.PI / 180)
                  + 0.32 * Math.Cos((3 * mean_hh + 6) * Math.PI / 180) - 0.2 * Math.Cos((4 * mean_hh - 63) * Math.PI / 180);
            SH = 1 + 0.015 * mean_CC * T;

            //------第四步--------
            //計算公式中的RT
            double mean_CC_pow7 = Math.Pow(mean_CC, 7);
            double RC = 2 * Math.Pow(mean_CC_pow7 / (mean_CC_pow7 + Math.Pow(25, 7)), 0.5);
            double delta_xita = 30 * Math.Exp(-Math.Pow((mean_hh - 275) / 25, 2));        //△θ 以°爲單位
            RT = -Math.Sin((2 * delta_xita) * Math.PI / 180) * RC;

            double L_item, C_item, H_item;
            L_item = delta_LL / (kL * SL);
            C_item = delta_CC / (kC * SC);
            H_item = delta_HH / (kH * SH);

            E00 = Math.Pow(L_item * L_item + C_item * C_item + H_item * H_item + RT * C_item * H_item, 0.5);

            return E00;
        }
        //彩度計算
        private static double CaiDu(double a,double b)
        {
            double Cab = 0;
            Cab = Math.Pow(a * a + b * b, 0.5);
            return Cab;
        }
        //色調角計算
        private static double SeDiaoJiao(double a, double b)
        {
            double h = 0;
            double hab = 0;

            h = (180 / Math.PI) * Math.Atan(b / a);           //有正有負

            if (a>0&&b>0)
            {
                hab = h;
            } 
            else if (a<0&&b>0)
            {
                hab = 180 + h;
            }
            else if (a<0&&b<0)
            {
                hab = 180 + h;
            }
            else     //a>0&&b<0
            {
                hab = 360 + h;
            }
            return hab;
        }
    }
View Code

 

 

【轉載自】

[圖文]第3章 - - 色差、色深與白度 - 百度文庫 https://wenku.baidu.com/view/e07185ccfad6195f302ba65d.html

色差公式的過去、如今、將來[譯]_鄭眼觀色_新浪博客 http://blog.sina.com.cn/s/blog_4b892b79010007z0.html

CIEDE2000色差公式 – 色彩管理網 https://www.colortell.com/3424.html

色差公式的發展歷程 – 色彩管理網 https://www.colortell.com/3233.html

新色差公式CIE2000 - 百度文庫 https://wenku.baidu.com/view/74febcdaad51f01dc281f199.html?sxts=1561381510082

[轉載]關於CIEDE2000的描述_GaoCheng_新浪博客 http://blog.sina.com.cn/s/blog_b15eea350102y1qh.html

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