科普：色差仪△E值含义、计算公式、单位

色差仪作为比较类仪器，在对色样之间的颜色差异进行比对时，可以给出两个色样之间的颜色差异值，即总色差△E值。对于色差仪测得的△E值，许多的用户不是很了解。本文对色差仪△E值含义、计算式、单位进行了简要介绍。

色差仪△E值含义：

色差是颜色科学量化的重要参数，指的是不同颜色在特定颜色空间中的距离，可以通俗理解成颜色的差异，英语为Color Difference，是颜色科学领域非常关注的概念。在纺织印染、包装印刷、汽车制造、塑料、涂料和食品药品等相关色彩工业生产过程中，都需要对产品的颜色进行质量管控，以确保其符合行业标准或者客户的品质需求。在这些工业应用中需要用定量的可视化指标来表达颜色的差异。在比较理想的状态下，色差是需要根据人眼的视觉特性呈现出来，也就是色彩的数据化结果需要跟视觉匹配度的一致性完美契合，理解成相同的人眼视觉间隔同时拥着相同的颜色差异数值。科学上把以数值描述实际色样之间的色彩差异程度的量值叫做颜色色差。计算色差结果的评价模型为色差公式。理想的色差计算公式应该是建立在一定的均匀颜色空间上，是为了确保预测色差值与目视测量结果之间具有很高的匹配度。

色差是进行颜色品质管理的重要依据。色差的大小，影响产品的评级以及客户是否认可。传统目视评估的方法具有误差大，外界因素干扰多，主观性较强等缺点，采用仪器测量并依据色差公式进行质量控制是越来越多的行业共识。

色差仪△E值计算公式：

色差仪中用于△E值计算公式公式有很多，下面主要介绍几个常用色差公式：

1.ΔE*ab色差公式

ΔE*ab色差公式是CIELAB色差公式的简称，CIELAB色差公式是基于近似均匀的三维颜色空间建立的，由直角坐标L*、a*、b*构成，国际照明委员会推荐使用。该色差公式建立在CIELAB颜色空间之上，在L*a*b*公式中，L*表示明度，a*表示红色和绿色的成分，b*表示黄色和蓝色的成分。色差是指用数值的方式表示两种颜色给人色彩感觉上的差别，若两个颜色都是按照L*a*b*标定的，则两者的总色差计算公式如下计算。

式中，ΔL*为明度差；Δa*，Δb*差为彩度；△E*ab为总色差。

2.ΔE*uv色差公式

ΔE*uv色差公式是由CIE x-y色度图进行线性变换推导而得。线性变换的目的是改善与目测结果对比的均匀性。CIE1976L*u*v*色差公式为：

式中，ΔL*为明度差；Δu*，Δv*差为彩度；△E*uv为总色差。

3.ΔE*cmc色差公式

ΔE*cmc色差公式是在CIELAB公式的基础上修改推导出来的，先后被英美两国采用作为各自的国家标准，并于1995年被ISO接受成为国际标准。色差公式如下所示：

式中：△L*、△C*ab、△H*ab由CIE1976LAB色差公式计算得到，SL、SC、SH分别为明度、彩度和色调加权函数，用于调整不同明度、不同彩度和不同色调对色差的贡献大小。l和c为参数因子，用于调整不同的观察条件对色差的影响大小。l、c值的选用：对色差的“可觉察性”目视鉴定资料，可取l=c=1。而对色差的“可接受性”目视鉴定资料，则可取l=2、c=1。

4.ΔE*94色差公式

ΔE*94色差公式是CIE于1955年推荐的一个色差公式，其全称为“CIE1994（△L*△C*ab△H*ab）色差模型”，正式缩写形式是CIE94，色差符号为△E*94。△E*94色差公式是CMC（1：c）色差公式的一种改良形式，其结构与ΔE*CMC(l：c)色差公式相似的公式，该公式的计算式如下所示：

5.ΔE*00色差公式

ΔE*00色差式是CIEDE2000色差公式的简称，是CIE最新推荐的基于CIELAB的色差公式。为了进一步改善工业色差评价的准确性，CIE专门成立了工业色差评价的色相与明度相关修正专业委员会TC1-47，经过该委员会根据对现有色差模型和大量视觉评价数据的大量分析之后，终于在2000年推荐了该公式。其色差式如下所示：

6.ΔEHunter色差公式

Hunter色差公式是由亨特（Hunter）为使光电色度计读数方便，而于1948年提出的Lab对抗色系统中计算色差的公式，大多用于陶瓷、塑料和纺织品等，一般可满足工业生产管理的需要。在该系统中，L表示物体反射光的明度，a表示反射光中红色与绿色的成分，b表示反射光中黄色与蓝色的成分。因此，Lab系统的色差公式可表示为：

式中：△L、△a、△b分别为两个物体表面色的明度差和色品坐标差。

色差仪△E值单位：

色差用△E表示，△表示差异（differencein），E是德语单词Empfindung的第一个字母，含义是感觉。色差的单位是NBS，它是美国国家标准局（National Bureau of Standards）制定的，现为各国普遍采用。当△E=1时称为1个NBS色差单位，INBS色差单位大约相当于在最优试验条件下人眼所能知觉的恰可观察差的5倍。在CIE色度图中，1NBS色差单位相当于0.0015～0.0025x或y的色度坐标变化。在孟塞尔色系中，一个孟塞尔明度单位等于10个NBS色差单位，1个孟塞尔饱和度单位等于7个NBS色差单位。

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