色差儀CIELab顏色空間及與CIEXYZ顏色空間轉換
2024-01-30
CIELab顏色空間是中常用的一個測色空間,它是在CIEXYZ顏色空間的基礎上發展起來的一個顏色空間,因此,它們之間存在一定的轉換關系。本文對色差儀CIELab顏色空間的含義及CIELab顏色空間與CIEXYZ顏色空間之間轉換方法作了介紹,感興趣的朋友可以了解一下!
色差儀CIELab顏色空間介紹:
CIELab顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)空(kong)(kong)間(jian)是在1931年國際(ji)照(zhao)明委員會(hui)制定的(de)(de)(de)(de)顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)度量標準(zhun)的(de)(de)(de)(de)基(ji)礎上建立起(qi)來的(de)(de)(de)(de),為能(neng)采用(yong)數字化(hua)的(de)(de)(de)(de)方法(fa)準(zhun)確描(miao)(miao)述(shu)(shu)人(ren)(ren)眼視覺感知和統(tong)一(yi)(yi)(yi)(yi)顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)差別的(de)(de)(de)(de)評(ping)價方法(fa),是目前為止(zhi)描(miao)(miao)述(shu)(shu)人(ren)(ren)眼可見的(de)(de)(de)(de)所(suo)有顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)最完備(bei)(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)模型。CIELab顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)空(kong)(kong)間(jian)是一(yi)(yi)(yi)(yi)種與設(she)備(bei)(bei)(bei)無(wu)關(guan)的(de)(de)(de)(de)顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)空(kong)(kong)間(jian),該顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)空(kong)(kong)間(jian)描(miao)(miao)述(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)是顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)的(de)(de)(de)(de)顯示方式,與其生(sheng)成設(she)備(bei)(bei)(bei)無(wu)關(guan),在圖(tu)像處理過程中,與設(she)備(bei)(bei)(bei)無(wu)關(guan)的(de)(de)(de)(de)顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)空(kong)(kong)間(jian)很(hen)好地解決了顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)顯示結果隨設(she)備(bei)(bei)(bei)參數的(de)(de)(de)(de)不(bu)同而存在差異(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)問(wen)題。CIELab顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)空(kong)(kong)間(jian)是基(ji)于(yu)(yu)人(ren)(ren)類視覺特(te)征建立的(de)(de)(de)(de)顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)系統(tong),是一(yi)(yi)(yi)(yi)種基(ji)于(yu)(yu)生(sheng)理特(te)征的(de)(de)(de)(de)均(jun)勻(yun)顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)系統(tong),能(neng)夠(gou)較好地模擬人(ren)(ren)眼對顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)和色(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)差的(de)(de)(de)(de)視覺感知,準(zhun)確反(fan)映顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)變(bian)化(hua)對人(ren)(ren)眼視覺的(de)(de)(de)(de)感知所(suo)引起(qi)的(de)(de)(de)(de)差異(yi)(yi)。CIELab顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)空(kong)(kong)間(jian)現已成為世界各國正(zheng)式采納、作為國際(ji)通用(yong)的(de)(de)(de)(de)測色(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)標準(zhun),適用(yong)于(yu)(yu)一(yi)(yi)(yi)(yi)切光(guang)源色(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)或物體色(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)(se)的(de)(de)(de)(de)表示與計算。
CIELab顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)空(kong)(kong)間(jian)直接(jie)基(ji)于(yu)CIEXYZ顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)空(kong)(kong)間(jian)建立,使(shi)用MacAdam橢圓描述顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)差異,并由(you)此建立了(le)線性(xing)化的(de)(de)人眼(yan)(yan)視(shi)覺(jue)(jue)(jue)(jue)對顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)的(de)(de)視(shi)覺(jue)(jue)(jue)(jue)感(gan)(gan)知(zhi)(zhi)空(kong)(kong)間(jian),是(shi)一種比 CIEXYZ顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)空(kong)(kong)間(jian)更線性(xing)、更直觀的(de)(de)顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)空(kong)(kong)間(jian),也就是(shi)說顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)空(kong)(kong)間(jian)上(shang)相(xiang)同數(shu)量的(de)(de)變(bian)化會產生大(da)約相(xiang)同視(shi)覺(jue)(jue)(jue)(jue)重要性(xing)的(de)(de)變(bian)化"。和(he)其他顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)空(kong)(kong)間(jian)一樣(yang),CIELab顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)空(kong)(kong)間(jian)中每一點(dian)代表(biao)(biao)(biao)(biao)一種顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se),兩種顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)的(de)(de)差異就是(shi)其在(zai)該顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)空(kong)(kong)間(jian)中的(de)(de)距離,但(dan)不同的(de)(de)一點(dian)是(shi)在(zai)CIELab顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)空(kong)(kong)間(jian)中相(xiang)同顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)距離代表(biao)(biao)(biao)(biao)了(le)相(xiang)同的(de)(de)人眼(yan)(yan)視(shi)覺(jue)(jue)(jue)(jue)對色(se)(se)(se)(se)差感(gan)(gan)知(zhi)(zhi)大(da)小,因為L,a和(he)b的(de)(de)非(fei)線性(xing)關(guan)系較好(hao)地(di)模擬了(le)人眼(yan)(yan)視(shi)覺(jue)(jue)(jue)(jue)在(zai)該顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)空(kong)(kong)間(jian)中的(de)(de)非(fei)線性(xing)響應。CIELab顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)空(kong)(kong)間(jian)中的(de)(de)數(shu)值能夠完全表(biao)(biao)(biao)(biao)達(da)人眼(yan)(yan)視(shi)覺(jue)(jue)(jue)(jue)所能看(kan)到(dao)的(de)(de)所有(you)顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se),也有(you)很多“顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)”超出了(le)人類視(shi)覺(jue)(jue)(jue)(jue)的(de)(de)視(shi)域,CIELab顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)空(kong)(kong)間(jian)中的(de)(de)L分量與人類亮(liang)度(du)(du)(du)感(gan)(gan)知(zhi)(zhi)密切配合,用于(yu)調(diao)整(zheng)亮(liang)度(du)(du)(du)對比,取(qu)(qu)值范(fan)圍(wei)是(shi)[0,100],表(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)從純黑到(dao)純白(L=0 表(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)黑色(se)(se)(se)(se)而L=100表(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)白色(se)(se)(se)(se));色(se)(se)(se)(se)度(du)(du)(du)a、b與色(se)(se)(se)(se)調(diao)飽和(he)度(du)(du)(du)的(de)(de)感(gan)(gan)覺(jue)(jue)(jue)(jue)相(xiang)一致,a表(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)從紅(hong)色(se)(se)(se)(se)到(dao)綠(lv)色(se)(se)(se)(se)的(de)(de)范(fan)圍(wei)(負值表(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)綠(lv)色(se)(se)(se)(se)而正(zheng)值表(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)品紅(hong)),取(qu)(qu)值范(fan)圍(wei)是(shi)[127,-128];b表(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)從黃(huang)色(se)(se)(se)(se)到(dao)藍色(se)(se)(se)(se)的(de)(de)范(fan)圍(wei)(負值表(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)藍色(se)(se)(se)(se)而正(zheng)值表(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)(shi)(shi)黃(huang)色(se)(se)(se)(se)),取(qu)(qu)值范(fan)圍(wei)是(shi)[127,-128]。可(ke)以通過修改a和(he)b分量對顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)做(zuo)精確(que)平(ping)衡。如(ru)下圖所示(shi)(shi)(shi)(shi)為CIELab顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)空(kong)(kong)間(jian)。
如上(shang)(shang)(shang)圖所示,在(zai)明度(du)(du)相同的(de)(de)ab平面上(shang)(shang)(shang),從坐(zuo)標(biao)角度(du)(du)看(kan),a大于(yu)(yu)0時(shi)(shi)為(wei)(wei)紅(hong)色(se)方(fang)向(xiang),值(zhi)越(yue)(yue)大時(shi)(shi)越(yue)(yue)紅(hong),a小(xiao)于(yu)(yu)0時(shi)(shi)為(wei)(wei)綠(lv)色(se)方(fang)向(xiang),值(zhi)越(yue)(yue)小(xiao)時(shi)(shi)越(yue)(yue)綠(lv),在(zai)a的(de)(de)方(fang)向(xiang)上(shang)(shang)(shang),從左到(dao)(dao)右是從深綠(lv)到(dao)(dao)灰色(se),再(zai)到(dao)(dao)紅(hong)色(se)(亮(liang)粉色(se))的(de)(de)過(guo)程;同理當b大于(yu)(yu)0時(shi)(shi)為(wei)(wei)黃(huang)色(se)方(fang)向(xiang),值(zhi)越(yue)(yue)大時(shi)(shi)越(yue)(yue)黃(huang),b小(xiao)于(yu)(yu)0時(shi)(shi)為(wei)(wei)藍色(se)方(fang)向(xiang),值(zhi)越(yue)(yue)小(xiao)則(ze)越(yue)(yue)藍,在(zai)b的(de)(de)方(fang)向(xiang)上(shang)(shang)(shang),三維中從前到(dao)(dao)后顏(yan)色(se)變化時(shi)(shi)從亮(liang)藍到(dao)(dao)灰色(se),再(zai)到(dao)(dao)黃(huang)色(se)的(de)(de)過(guo)程;L表示的(de)(de)是顏(yan)色(se)的(de)(de)亮(liang)度(du)(du),L越(yue)(yue)大則(ze)越(yue)(yue)亮(liang),反之,越(yue)(yue)小(xiao)則(ze)越(yue)(yue)暗。從CIELab模式(shi)的(de)(de)概念中可以(yi)知道,三維坐(zuo)標(biao)的(de)(de)中間過(guo)渡(du)部分均為(wei)(wei)灰色(se),而這個灰色(se)是在(zai)各色(se)亮(liang)度(du)(du)較低的(de)(de)情況(kuang)下的(de)(de)過(guo)渡(du)色(se)。
色差儀CIELab顏色空間與CIEXYZ顏色空間轉換方法:
在 CIEXYZ顏(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)色(se)(se)空(kong)間(jian)中(zhong)可(ke)知(zhi)(zhi)光譜功率分(fen)布(bu)和(he)人(ren)(ren)眼感(gan)(gan)知(zhi)(zhi)顏(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)色(se)(se)情況,但(dan)該(gai)(gai)顏(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)色(se)(se)空(kong)間(jian)無法表達人(ren)(ren)眼對(dui)顏(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)色(se)(se)差別(bie)的(de)視(shi)(shi)覺(jue)(jue)感(gan)(gan)知(zhi)(zhi)。而(er)CIELab顏(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)色(se)(se)空(kong)間(jian)的(de)建立就很好的(de)解(jie)決(jue)了這一問題,該(gai)(gai)顏(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)色(se)(se)空(kong)間(jian)模擬人(ren)(ren)眼視(shi)(shi)覺(jue)(jue)對(dui)顏(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)色(se)(se)差別(bie)的(de)感(gan)(gan)知(zhi)(zhi)情況,能(neng)夠較好的(de)表達人(ren)(ren)眼對(dui)色(se)(se)差的(de)視(shi)(shi)覺(jue)(jue)感(gan)(gan)知(zhi)(zhi)。CIELab顏(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)色(se)(se)空(kong)間(jian)是(shi)在CIEXYZ顏(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)色(se)(se)空(kong)間(jian)基礎上建立的(de),比CIEXYZ顏(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)色(se)(se)空(kong)間(jian)更(geng)加線性,即在該(gai)(gai)顏(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)色(se)(se)空(kong)間(jian)中(zhong)相同(tong)大小的(de)顏(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)色(se)(se)距(ju)離會引起相同(tong)的(de)人(ren)(ren)眼視(shi)(shi)覺(jue)(jue)感(gan)(gan)知(zhi)(zhi)的(de)變化,且能(neng)采用數(shu)據準(zhun)確表達人(ren)(ren)眼視(shi)(shi)覺(jue)(jue)對(dui)顏(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)色(se)(se)差異(yi)的(de)感(gan)(gan)知(zhi)(zhi)情況。由CIEXYZ到CIELab顏(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)色(se)(se)空(kong)間(jian)的(de)轉換公式如(ru)下(xia)式所示:
其中:
X、Y、Z——被(bei)測物(wu)的顏(yan)色三刺(ci)激值;
Xn、Yn、Zn——選定參(can)考(kao)白的三刺(ci)激(ji)值;
L——心理明度;
a——心理色度;
b——心理色度。