CIEDE2000是到目前为止最新的色差公式,该公式与CIE94相比要复杂的多,同时也大大提高了精度。CIEDE2000色差公式主要对CIE94公式做了如下几项修正:1. 重新标定近中性区域的a*轴,以改善中性色的预测性能;2. 将CIE94公式中的明度权重函数修改为近似V形函数;3. 在色相权重函数中考虑了色相角,以体现色兼容限随颜色的色相而变化的事实;4. 包含了与BFD和Leeds色差公式中类似的椭圆选择选项,以反映在蓝色区域的色差容限椭圆不指向中心点的现象。
CIEDE 2000色差计算公式:
CIE把CMC(l:c)、CIE94、BFD和LCD色差公式的数据集合并,形成CIE DE2000色差公式。CIEDE2000色差公式在标准条件下评价小色差时,对CIE LAB颜色空间的非均匀性进行了修正。对CIE LAB a*轴方向进行修正时,增加了一个比例系数G,以改善中性灰的非均匀性。
在进行目视评价时,为使CIEDE2000色差公式的计算结果与目视评价的结果一致,实验条件的设置应符合目视评价标准条件。
CIEDE2000色差公式的完整表述形式如下:
这里参数因子KL、KC、KH是与观测环境相关的校正因子。亮度、色度和色调权重因子 SL、SC、SH 分别描述了对三个属性的视觉感知动作。旋转因子 RT 用于校正椭圆轴方向蓝色区域的偏转,以进行视觉感知。图 1 给出了基于 CIEDE2000 公式计算色差值 ΔE 的基本步骤。
在CIE标准观测环境条件下,参数因子KL = KC = KH = 1。由于在实际实验中不可能完全满足标准观测条件,我们必须根据KL、KC、KH这三个校正因子进行标定关于 JND 的想法(只是明显的区别)。所谓视觉JND,是指人眼只能感觉到两个物体之间明度、色调、色度的差异。我们更改一个对象的这三个属性(亮度或色调或色度)之一,并保持其他两个参数不变,以获得该对象与参考对象之间的明显差异。这种 JND 情况对应于表 1 中色差参数 ΔE = 0.5 的条件。
CIE DE2000在彩色扫描仪特征化色差评价中的应用
向量回归机(SVR)建立了RGB色空间到CIE Lab色空间的转换模型,分别采用CIE DE2000与CIE 1976L*a*b*色差公式对模型精度进行色差计算.采用CIE DE2000色差公式得到的测试组色差平均值,最大和最小值分别为2.659 7,5.219 4和0.206 5,采用CIE 1976L*a*b*色差公式得到的测试组色差平均值,最大和最小值分别为2.865 6,5.879 1和0.376 9.实验结果表明,CIE DE2000与CIE 1976L*a*b*色差公式计算的色差值基本一致,均符合彩色扫描仪特征化精度要求,可将CIE DE2000色差公式用于扫描仪特征化管理中.
CIEDE2000色差在猪肉上的应用:
猪肉的变质程度与颜色的变化呈现密切的关系。由于计算机视觉不受人的生理和心理因素影响,评价标准客观和稳定,为此,建立了用于颜色量化的计算机视觉系统,对猪肉的颜色和色差进行采集、处理、显示和评价。由于CIELab色差公式存在不足之处,而CIEDE2000色差公式在理论上是目前和人的视觉最能够相匹配的公式,因此应用CIEDE2000色差公式对肉样进行分级。
CIEDE2000色差在瓷砖上的应用:
瓷砖颜色繁多,每种颜色的检测都必须找一块符合要求的标准砖。每次检测色差,都用摄像机拍摄样本和标准砖的图像存入计算机。然后采用3×3均值滤波去掉噪声干扰,进行颜色空间转换(即RGB颜色空间转化到CIELAB颜色空间),进而计算出整块瓷砖的平均L*、a*和b*值,最后利用CIEDE 2000色差公式计算色差。其检测流程图如图所示。
本文采用白色陶瓷砖进行色差检测试验,实验共用了20块待测样本砖和1块标准砖。其中10块是符合要求的瓷砖,另外10块是存在微小颜色偏差的瓷砖。
摄像机拍摄图片后通过千兆网口传送给PC机,在PC机上用VC++6.0编写的图像处理软件实现均值滤波、颜色空间转换,并最终实现CIEDE 2000色差计算。实验数据如图4所示。从图4(c)可以清楚地看到,两种样本陶瓷砖与标准瓷砖色差值的大小差异,因此可以得出结论:采用目前最均匀的色差公式CIEDE 2000,可以有效地针对小色差进行检测。