37、CIELAB色彩空间：原理、应用与未来发展

CIELAB色彩空间：原理、应用与未来发展

1. 色彩科学的追求与CIELAB的诞生

多年来，色彩科学家和工程师一直致力于实现均匀色彩空间（UCS）。应用UCS时，首先使用色彩测量仪器测量一对样本，获取其CIE三刺激值（XYZ），接着将这些值转换为感知相关量，如CIELAB亮度、色度和色相角。计算这对颜色之间的距离并报告为色差（ΔE），再将该色差与预定的颜色公差进行比较，对于特定产品，如果色差小于颜色公差，则判定为“可接受”，否则拒绝。

在1976年CIELAB被推荐之前，已经推导出了20多种公式。其中一些公式是为了拟合孟塞尔颜色秩序系统（Munsell color order system）的间距而推导的。孟塞尔颜色秩序系统由A. H. Munsell发明，基于等视觉感知步骤。任何颜色都可以定义为三维孟塞尔颜色空间中的一个点，其相关属性包括孟塞尔色相（H）、孟塞尔色度（C）和孟塞尔明度（V），分别对应于感知的色相、饱和度和亮度。美国光学学会（OSA）比色委员会的成员对每个属性的颜色样本间距进行了深入研究，并于1943年公布了理想间距样本的CIE三刺激值。

然而，孟塞尔系统与CIE系统（由x,y色度图表示）存在很大差异。例如，在蓝色区域的一个色度步骤至少比绿色区域的一个色度步骤短五倍，并且等色度轨迹远非圆形，等色相轮廓也不是直线。

一些早期基于孟塞尔的公式直接使用孟塞尔H、V和C值，并为每个分量设置权重因子进行计算。1944年，Adams和Nickerson开发了ANLAB公式：
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\Delta E_{ANLAB} = \frac{40}{\sqrt{0.23(\Delta V_y)^2 + (\Delta (V_x - V_y))^2