CIELAB标准表色系统与CIELCH标准表色系统关系

为了对颜色进行规范化的测量与描述，CIE先后规定了多种类型的用于颜色测量的标准表色系统，其中比较常见的就有CIELAB标准表色系统与CIELCH标准表色系统，其中CIELCH标准表色系统是由CIELAB变换得到的。本文对CIELAB标准表色系统与CIELCH标准表色系统关系做了介绍。

CIE标准表色系统介绍：

现代色度学采用CIE（国际照明委员会）所规定的一套颜色测量原理、数据和方法，称为CIE 标准色度学系统。这一色度学系统以两组基本视觉实验数据（CIE明视觉函数）为基础。一组数据叫做“CIE1931标准色度观察者”，适用1°-4°视场的颜色测量。另一组数据叫做“CIE1964 补充标准色度观察者”，适用大于4°视场的颜色测量。

CIE标准色度学系统的发展历程为：1931CIE-RGB系统、1931CIE-XYZ系统、CIE1964补充色度学系统以及CIE1960均匀颜色空间、CIE 1964均匀颜色空间、CIE1976均匀颜色空间，色度学系统目前处于发展之中。1931CIE-XYZ系统是色度学实际应用工具，几乎关于颜色的一切测量、标准以及其他方面的延伸都以此为出发点，因而是颜色视觉研究的有力工具。CIE1976均匀颜色空间包括CIE1976（L*u*v*）空间和CIE1976（L*a*b*），下文将对CIE1976（L*a*b*）即CIELAB标准色度系统进行介绍。

CIELAB标准表色系统介绍：

CIELab颜色空间是颜色量化中最常用的一种颜色空间，是基于生理特征的均匀颜色空间，是由明度（L）和两个色度分量a、b共三个分量构成，L表示颜色的明度，也常被称作亮度，取值范围在[0，100]，表示从纯黑到纯白。a表示从绿色到红色，-a最小表示绿色，+a最大表示红色，取值范围在[-128，127]，-a到+a是绿色到红色颜色渐变的过程。b表示从蓝色到黄色的范围，同样原理，-b到+b是由蓝色逐渐过渡到黄色的过程，取值范围在[-128，127]。其模型如下如所示：

CIELab均匀颜色空间表示颜色的方式模拟了人眼对颜色的感觉。如上图所示，颜色的明度感觉用纵坐标轴L*表示。所以，所有的非彩色都位于纵坐标轴上，从下到上依次为黑、深灰、灰、浅灰和白。根据图中的几何关系，该颜色的色调H*可以用其在a*与b*平面的投影到纵坐标轴连线与a*坐标轴的转角h*ab表示；彩度（或饱和度）C*可以用该点到纵坐标轴的距离来表示。因此，可以得到：

在CIELAB颜色空间中，两个颜色之间的色差可以用欧氏距离来表示：

其中L*是CIELAB空间的明度值，a*，b*为色品坐标，△L*、△a*和△b*分别是CIELAB空间中三个标尺的差值。

色差△E*ab，也可以用明度差△L*、彩度差△C*ab色调差△H*ab定义，即：

CIELAB标准表色系统与CIELCH标准表色系统关系：

CIELCH颜色空间采用同CIELab一样的颜色空间模型，把LAB用极坐标的方式表示LCH的颜色空间。在LCH的颜色空间中，L*表示颜色的亮度值，C*表示颜色的饱和度值，H*表示颜色的色相值。纵坐标L*值同样对应于颜色三要素的明度，取值0-100；C*代表彩度，即某一颜色的坐标位置与原点的距离，取值0-181，圆心处颜色的饱和度C*值为0，离圆心越远C*的值越大；H*为色调，取值0°-360°，h*代表色调角，是某一颜色坐标在色品平面内的投影点和坐标原点的连线与a轴的夹角。规定h*从正a轴（红）开始为0°，逆时针为正，正b轴（黄）为90°，负a轴（绿）为180°，负b轴（蓝）为270°。LCH值与人们描述颜色的习惯更一致，但对于颜色测量来说，一般用LAB来描述颜色。CIELCH色彩空间是从CIELab色彩空间推导出来的，一种颜色可以用LAB表示，也可以用LCH表示。CIELab与CIELCH之间的转换关系为：