色差标准.docx

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色差标准

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发布时间：

11-08-29

来源：

上海汇分电子科技有限公司

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色差标准

CA（ChromaticAberration）即色差，CA（Area）值用来衡量图像的色差水平，这个值越低说明品质越好。

：

可以忽略，肉眼难以辨认出；

：

很低，只有受过长期专业训练的人才能勉强发现；

：

中等，高倍率输出时时常看到，中等镜头的表现；

大于：

严重，高倍率输出时非常明显，镜头表现糟糕。

由仪器测量的颜色座标系计算色宽容度和色差之业界标准

所属分类：

品质管理知识作者：

[]发布日期：

2005-12-3【字体：

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由仪器测量的颜色座标系计算色宽容度和色差之业界标准

（本标准已获准用於美国国防部）

简介

本标准最初是许多独立发行的色差的仪器评估方法合并的结果.正如在1979年修订的,它包括四个可用仪器测得颜色标量值的颜色空间,其中很多内容业已废弃,不同色标值下的色差可由十个方程计算得出.根据现代颜色测量技术,仪器,校正标准和方法,测量程序只有很少的意义.1993年出版的修订版删去了这些章节,并把颜色空间和成熟的色差方程,限定为三个广泛应用於烤漆和相关涂装工业的方程.本次修订又增加了两个新的色宽容度方程,并为历史意义从1993年版本的色差方程中提出了两个列入附件中.Hunter的LH,aH,bH和FMC-2色差方程不再推荐.这次修订也使本标准的地位从方法过度到业界标准.

1.范围

本业界标准包括了两个不透明样本间,如烤漆板,不透明塑胶,纺织品样本等的,色宽容度和微小色差的计算.它基於采用日光光源的用仪器测量的颜色座标系.考虑到所测样本可能是同色异谱,通过视觉相似的颜色占有不同的光谱曲线,所以业界标准D4086用於证明仪器测量的结果.由这些程序测定的容差和差值根据CIE1976CIELAB对立颜色空间中近似一致的颜色感觉表达,如CMC的容度单位,CIE-94的容度单位,由DIN6167给出的DIN99色差公式,或新的CIEDE2000色差单位.基於Hunter的LH,aH,bH相反颜色空间的色差,或Friele-MacAdam-Chickering（FMC-2）颜色空间的色差,不再推荐用於工业标准.

为了产品的规范,买方和卖方应就样品和参考样之间容许的色差以及计算色宽容度的程序达成一致.每种材料和每次使用的测试条件都需要明确的色宽容度,因为其他外观因素（例如样本的相近,光泽,质地）可能影响测量色差数据之间的相关性和商业接受性.

本标准没有声称包含所有安全因素,即便要,也须结合它的使用.本标准使用者有责任建立合适的安全和健康条件并注意适当的调整使用需求.

2.参考文件

ASTM标准（略）

其他标准（略）

3.术语

在E284中的术语和定义可用於此标准.

本标准特有术语的定义

比色分光计n---分光计,它包含一个色散元件（例如棱镜,光栅,干涉过滤器,可调的或不连续的系列单色光源）,通常有能力输出色度数据（如三刺激值,推导的颜色座标或表面品质系数）.另外,比色分光计也可以根据色度数据的来源报告潜在的光谱数据.

讨论----曾经,紫外解析分光光度计用於色度测量.现在,用於颜色测量的仪器有很多普通的组件,而紫外解析分光光度计最适合用在色度量的解析中,这需要非常精确的光谱位置和非常窄的带宽以及适度的基线稳定性.比色分光计被设计用於视觉色度计的数据仿真或作为计算机辅助颜色匹配系统的光谱和色度信息来源.数字比色法允许更多关於光谱等级和光谱带宽的容差,但需要更高的放射等级稳定性.

色宽容度方程,n---由可接受性评估得到的一个数学表达式,它基於颜色空间座标系扭曲了该颜色空间的度量,关於一个参考颜色,为了使单个光泽通过.

讨论---色宽容度方程将一对样品中的一个设定为标准样计算pass/fail值.这样,在两个样本间可察觉的差异不变时,交互改变测试样与参考样将导致一个在可预见的接受水平上的色差变化.而色差方程用颜色空间里的尺度量化那个颜色空间里的距离.交互改变参考样与测试样既不改变可查觉的也不改变预知的色差.

4.标准摘要

参考样与测试样本间的颜色差异由基於光谱或过滤器的色度计测量得来.据标准E308,从光谱仪器上读出的反射系数可经计算转化为颜色等级量,这些颜色等级量也可以从带自动计算的光谱仪器上直接读出.色差的单位是从这些颜色等级量中计算出来的,并近似等於参考和测试样间可察觉的色差.

5.意义和应用

原始的基於X,Y,Z三刺激值和色品座标系x,y的CIE颜色标量并不是真正一致的.每个基於CIE值的后续颜色标量都有用於提供某种程度上的一致性的额外因素,这样在不同颜色区域里的色差将更有可比性.另一方面,由不同颜色标量体系计算的相同样品的色差不可能一致.为避免混乱,样品的色差或相关的容差只有在它们从同一个颜色标量体系中得到时才可比较.在所有颜色样本中,没有简单的因素可被用於从一个差值或容差单位体系到另一个体系间精确地转换色差和色宽容度.

为了标准的一致,CIE在1976年推荐使用两套颜色公制.CIELAB公制以及与其关联的色差方程在涂料,塑胶,纺织物和相关工业中得到了广泛认可.同时,它没有完全取代Hunter的LHaHbH和FMC-2标准.这两个等级标准的表现相对於有经验的视觉来说,太不足了.相比最近的基於CIELAB调整优化的色宽容度方程,它们不再被推荐了.因此,包括附件中的两个老的标准,在本标准中只有历史意义.预期将来在修改本业界标准时,附件也会被同时删除.CIELAB公制,就其本身,在本业界标准中也不被推荐去描述小的,中等的色差（差值少於ΔE*ab单位）.四个最新定义的方程,这里有文件证明的,高度推荐用於0到ΔE*ab单位范围内的色差.

色宽容度方程的使用者发现,在每个体系中,总合三个色差元素向量组成一个单独的标量值,可以有效的判定样本颜色是否在一个标准指定的色宽容度内.然而,为了控制产品的颜色,可能不仅要知道偏离标准的量,而且要知道偏离的方向.可以通过例出三个由仪器决定的色差元素来得到关於少量色差偏离方向的信息.

在基於仪器测量值选择色宽容度时,因该小心地与关於颜色、光亮度差异的可接受性的视觉评估和用惯例D1729得到的饱和度相关.三个这里给出的宽容度方程已被广泛的验证,验证的对象包括纺织品和塑胶,显示出与视觉评估一致并在视觉判断的实验不确定性之内.这就是说,方程本身错误分类色差的苹率不再超过最有经验的颜色匹配师.

当色差方程和色宽容度方程按例用於多种不同的光源时,为了产品在日光下使用,他们已被推导或最优化,或二者都有.在其他光源下的计算结果,可能不具有与视觉判断好的相关性.不在日光下应用宽容度方程将需要在体节性水平上的视觉构造如标准D4086.

6.色差和色宽容度的描述:

CIE1931和1964的颜色空间----不透明样本的日光颜色由颜色空间中的点表示,该空间由三个互相垂直的轴表示,三个轴分别为代表光亮度的Y座标和色品座标x和y,其中:

X,Y和Z是1931年或1964年CIE标准观察者的三刺激值,它们遵守照明标准D65或其他日光相.这些标度没有提供可感知的统一颜色空间.结果是色差很少从x,y和Y的差异中直接计算出来.

1976年CIE统一颜色空间L*a*b*和色差方程.这是一个接近统一的颜色空间,它基於三刺激值的非线性扩展.它提供差异以产生三个相反的轴,这三个轴分别近似於黑色--白色,红色--绿色和黄色--蓝色的视觉感觉.它在直角座标系上绘图产生,L*,a*,b*值的计算如下:

式中,三刺激值Xn,Yn,Zn定义了名义上的白目标色刺激的颜色.通常,白目标色刺激由一个CIE标准光源的光谱辐射功率给出,例如,C,D65光源或其它日光相,由良好的反射扩散体反射入观察者的眼内.在这些条件下,Xn,Yn,Zn是标准光源在Yn等於100时的三刺激值.

根据L*,a*,b*得到的两种颜色的总色差ΔE*ab如下计算:

注意,所定义的颜色空间叫CIE1976L*a*b*颜色空间并且色差方程是CIE1976L*a*b*色差公式.推荐使用缩写CIELAB（所有单词的首字母）.

1976年CIE公制（L*a*b*）在一个或多个X/Xn,Y/Yn,Z/Zn的比值小於时没有适当的收敛於零.在计算L*时,如果正常公式用於Y/Yn的值大於,那麽当Y/Yn的值小於时原公式也许仍然可用.下述修正公式用於Y/Yn等於或小於时:

在计算a*和b*时,如果X/Xn,Y/Yn,Z/Zn都小於0,008856,可用以下修正方程代替正式方程:

ΔE*ab的量没有指出差异的特性因为它没有指出关於颜色,色度和光亮度差异的相对量和方向.

色差的方向由元素L*,a*和b*的量和代数符号表示:

其中,L*s,a*s,和b*s代表参考或标准.L*B,a*B,b*B代表测量样品或测量批.元素L*,a*和b*的符号大致有如下意思:

+L*=明亮的

-L*=较暗的

+a*=较红的（少绿的）

-a*=较绿的（少红的）

+b*=较黄的（少蓝的）

-b*=较蓝的（少黄的）

为了判断两种颜色色差的方向,可以计算它们的CIE1976公制颜色角hab和CIE1976公制色度C*ab,公式如下:

除了非常深的颜色外,测试样品和参考样品间的颜色角hab差异可与视觉可察觉的颜色差异联系起来.同样的,色度差值ΔC*ab（[C*ab]batch-[C*ab]standard）可与视觉可察觉的色度差异联系起来.

为了判断两种颜色间的不同光亮度,色度和颜色对总色差的贡献,可用CIE1976公制色差来计算ΔH*ab,公式如下:

其中,ΔE*ab在中计算.ΔC*ab在中计算;於是方程:

包含的项目显示了光亮度差异ΔL*,色度差异ΔC*ab和颜色差异ΔH*ab对总色差ΔE*ab的相对贡献.这种计算公制色差的方法没有包含关於色差符号（正或负）的信息,对於接近中性轴的一对颜色的判断可能不稳定.一个可改正这两种问题的选择性方法已被提出:

CMC色宽容度方程:

--TheColourMeasuremantCommitteeofSocietyofDyersandColourists英联邦染色师与配色师颜色测量委员会在英国J&P涂装线公司承担了改进JPC79公差方程结果的任务.它是CIELAB方程和当地最优的处於标准位置的产生了FMC-I的方程的结合.它更注重光亮度,色度和颜色改变引起的直接知觉,取代了老的注重光亮度,红绿和黄蓝色的方程.它的目的是用作单个色泽的判断方程.现在不需用感觉元素去分解原方程—CIELAB模型中的元素已经那样做了.图1显示了CIELAB的色度板（a*,b*）,有大量的CMC椭球画在板上.这个图形清楚地显示了椭球区域随CIELAB公制色度L*ab的增加和改变CIELAB公差颜色角而带来的改变.CMC元素和单个宽容度如下计算:

参数（l,c）是系统偏差或参数效应如质地和样本差别的补偿.最普通的值是（2:

1）,用於纺织品和通过成型模仿纺织材料的塑料.这就意味着光亮度的差异占到色度和色调差异重要性的一半.值（1:

1）

通常代表一个仅仅能感觉到的差异,用於需要非常严格的容差或具有光泽的表面.对於不光滑的,无规粗糙的,有适度质地的,可用（1:

1）到（2:

1）之间的中间值.而值:

1）最经常被报道.参数cf是一个商业参数,用於调整容差区域的总量,而接受或拒绝的决定也可以以色宽容度的单位量为基础.颜色依赖函数定义如下:

所有的角由角度给出,但通常需要转换成弧度,以便在数字电脑上处理.

CIE94色宽容度方程,这个色宽容度方程的发展是