本标准规定了在视觉上近似均匀的ＣＩＥ１９７６(L*a*b*)色空间和ＣＩＥ１９７６(L*u*v* )色空间以及相应的色差公式和ＣＩＥＤＥ２０００色差公式的计算方法。本标准适用于物体色和光源色的表示以及色差的表示和计算。 GB/T 7921-2008 均匀色空间和色差公式 GB/T7921-2008 标准下载解压密码：www.bzxz.net
本标准规定了在视觉上近似均匀的CIE1976（L*a*b*）色空间和CIE1976（L*u*v* ）色空间以及相应的色差公式和CIEDE2000色差公式的计算方法。 本标准适用于物体色和光源色的表示以及色差的表示和计算。
本标准对应于国际照明委员会出版物CIE15:2004《色度学》和CIE142:2001《对工业色差评价的改进》,与CIE15:2004和CIE142:2001的一致程度是非等效,主要差异如下:
---未采用计算的部分公式;
---调整了计算CIEDE2000色差公式的计算步骤。
本标准代替GB/T7921-1997《均匀色空间和色差公式》。
本标准与GB/T7921-1997相比主要变化如下:
---全文名词术语规范化并根据CIE15:2004进行更新。将GB/T7921-1997中的CIE1976狌′狏′均匀色品图(CIE1976狌′狏′图)、CIE1976犔狌狏 色空间、明度指数分别修改为CIE1976均匀色度标尺图(UCS图)、CIE1976(犔狌狏 )色空间和CIE1976明度并将CIELAB色空间
彩度、CIELUV 色空间彩度、色调角和饱和度等名词分别进行了更新;
---修改CIELAB色空间限制条件的表达式,将0.008856修改为(24/116)3,见本标准式(2)~式(8);
---增加备选的计算方法;
---增加了CIEDE2000色差公式计算方法和对目视评价实验标准条件的描述(本标准第6章);
---删除第7章(色差的表示方法和色差单位)和第8章(色差的计算方法),将相应的内容分别合并到5.1和5.2中;
---本标准表1和表2中与GB/T7921-1997中的表3相比增加了CIE 照明体D50,D55和D75的色度值,以及每个照明体的色品坐标狓,狔;
---去掉CIE1976均匀色度标尺图照明体C 的色品坐标点;
---删除表1、表2、表4;
---附录A 增加了对犺犪犫的非正常值出现情况的说明。
本标准的附录A 为资料性附录。
本标准由全国颜色标准化技术委员会提出并归口。
本标准起草单位:中国计量科学研究院、深圳市海川实业股份有限公司。
本标准主要起草人:马煜、林弋戈、陈苹、何唯平、汤惠工。
本标准所代替标准的历次版本发布情况为:
---GB/T7921-1987、GB/T7921-1997。
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB/T5698 颜色术语
CIE 出版物101:1993 色差评价中参数的影响
CIE 出版物142:2001 对工业色差评价的改进

ICS 17. 180. 20
中华人民共和国国家标准
GB/T7921—2008
代替GB/T7921—1997
均匀色空间和色差公式
Uniform color space and color difference formula2008-06-26发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2009-03-01实施
GB/T7921-2008
本标准对应于国际照明委员会出版物CIE15：2004《色度学》和CIE142：2001《对工业色差评价的改进》，与CIE15：2004和CIE142:2001的一致程度是非等效，主要差异如下：-未采用计算△H和△H=的部分公式；一调整了计算CIEDE2000色差公式的计算步骤。本标准代替GB/T7921一1997《均匀色空间和色差公式》。本标准与GB/T7921—1997相比主要变化如下：全文名词术语规范化并根据CIE15:2004进行更新。将GB/T7921—1997中的\CIE1976u'均匀色品图（CIE1976u'图）”、“CIE1976Lu**色空间”、“明度指数”分别修改为\CIE1976均匀色度标尺图(UCS图）”、“CIE1976(Lu\\）色空间”和“CIE1976明度”并将“CIELAB色空间彩度”、“CIELUV色空间彩度”、“色调角”和“饱和度”等名词分别进行了更新；修改CIELAB色空间限制条件的表达式，将0.008856修改为(24/116)3，见本标准式(2)～式(8)；增加了△H和△H备选的计算方法；-增加了CIEDE2000色差公式计算方法和对目视评价实验标准条件的描述（本标准第6章）；删除第7章(色差的表示方法和色差单位)和第8章(色差的计算方法),将相应的内容分别合并到5.1和5.2中；
本标准表1和表2中与GB/T7921-1997中的表3相比增加了CIE照明体D50，D55和D75的色度值，以及每个照明体的色品坐标工，y；去掉CIE1976均匀色度标尺图照明体C的色品坐标点；一删除表1、表2、表4；
-附录A增加了对ha的非正常值出现情况的说明。本标准的附录A为资料性附录。
本标准由全国颜色标准化技术委员会提出并归口。本标准起草单位：中国计量科学研究院、深圳市海川实业股份有限公司。本标准主要起草人：马煜、林代戈、陈苹、何唯平、汤惠工。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：GB/T7921—1987、GB/T7921—1997。I
1范围
均匀色空间和色差公式
GB/T7921—2008
本标准规定了在视觉上近似均匀的CIE1976(L*a*b*）色空间和CIE1976(L*u*)色空间以及相应的色差公式和CIEDE2000色差公式的计算方法。本标准适用于物体色和光源色的表示以及色差的表示和计算。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T5698颜色术语
CIE出版物101:1993色差评价中参数的影响CIE出版物1422001对工业色差评价的改进3术语和定义
GB/T5698确定的以及下列术语和定义适用于本标准。3.1
CIE1976明度CIE1976lightness
在CIE1976均匀色空间中，表示物体色明度的坐标，符号表示为：L：，4CIE1976均匀色度标尺图（UCS图）CIE1976均匀色度标尺图由CIE1931色品图作投影转换而得，在视觉上比工，y色品图的颜色空间更均匀，见图1。
GB/T7921—2008
560570
630694
图1CIE1976均匀色度标尺图（CIE1931标准色度观察者）图1中A、D65为CIE标准照明体相应的坐标，E代表等能白光在色品图中的位置。图1中横坐标u值和纵坐标值由式(1)给出：u'
或者u：
X+15Y+3Z
=2+12+3
X+15Y+32或者α=
式中：
X、Y、Z-
=2+12y+3
（1）
-样品的三刺激值。当视场在1°～4°之间时，采用CIE1931标准色度系统的三刺激值X、Y、Z；当视场大于4°时，使用CIE1964标准色度系统的三刺激值X10、Y1o、Z10；a、y—：一样品在CIE1931标准色度系统中的色品坐标，y或在CIE1964标准色度系统中的色品坐标10，y10。
5CIE1976均匀色空间与色差公式为获得视觉上较均匀的颜色空间，CIE推荐CIE1976(L*a*b*）色空间和CIE1976(Lu**）色空间，并分别规定了色差计算方法。注：本章中用脚标0和1代表用于色差比较的两个样品。5.1CIE1976(L*a*b*）色空间（简称CIELAB色空间）5.1.1基本坐标
近似均匀的CIELAB三维色空间由直角坐标L*，a*，b构成，L*，a'，b'由式(2)确定：2
式中：
X、Y、Z-
X.、Yn、Zn-
L*=116f(Y/Y)-16
a*=500[f(X/X,)-f(Y/Y,))
6*=200[f(Y/Y,)(Z/Z.))
GB/T7921—2008
（2）
被测物体色刺激在CIE1931标准色度系统中的三刺激值X、Y、Z,或在CIE1964标准色度系统中的三刺激值X10、Y10、Z10;给定的白物体色刺激的三刺激值。当(X/X）>(24/116)3时，
当(X/X）≤（24/116)3时，
f(X/X)=(X/X,)1/3
f(X/X,）=（841/108)(X/X）+16/116当(Y/Y）>(24/116)3时，
当(Y/Y，）≤（24/116）3时，
f(Y/Y）=(Y/Y,)1/3
f(Y/Y,）=（841/108)(Y/Y）+16/116当（Z/Zm）>（24/116）3时，
当(Z/Z）≤（24/116)3时，
f(Z/Zm）(Z/Z)1/3
（3）
（4）
（5）
（6）
f(Z/Zm）m（841/108)(Z/Zm）+16/116·（8）
在通常情况下，给定的白物体色刺激是指与被测物体色在相同的光源照明下，完全漫反射体反射到观察者眼中的色刺激，其三刺激值在数值上即为照明光源或照明体的三刺激值。CIE照明体在CIE1931标准色度系统中的三刺激值X，、Y、Zn见表1。CIE照明体在CIE1964标准色度系统中的三刺激值Xn.10、Ym.10、Zn，10见表2。CIELAB色空间示意图见图2。
图2CIELAB色空间示意图
GB/T7921—2008
5.1.2明度、彩度和色调
CIELAB色空间中与明度、彩度和色调近似相关的量和计算公式分别是：a）CIE1976明度L，计算方法同式(2)中L*，CIE1976a,b彩度(简称CIELAB彩度)C，计算方法见式(9)：b)
C=[(a\)2+(6)2]1/2
CiE1976a，b色调角（简称CIELAB色调角)ha，计算方法见式(10)：ha = arctan(b'/a')
CIELAB色空间量值计算的注意事项见本标准附录A中的A.1、A.2。·（9)
（10）
5.1.3色差计算
a）两个颜色样品的CIE1976a,b色差（简称CIELAB色差)AE计算方法见式(11)、式(12)：E =[(L*)2 +(Aa')2 +(Ab')2 J1/2或E=[(L)(C)H)/2
·（11）
（12）
式中，△L*是CIELAB明度差，Aa*、Ah是CIELAB色品指数差，计算方法见式(13);AC是CIELAB彩度差，计算方法见式(14);△H是CIELAB色调差，计算方法见式(16)或式(17)、式(18)。计算△E的式(11)和式(12)是等价的。b）CIELAB明度差和色品指数差：CIELAB彩度差：
d）CIELAB色调角差：
AL* = L' -L
Aa* = ai -ao
ACs = Cs,1 - Cs,o
Ah = ho,1 ha,0
Aha计算的注意事项见本标准附录A中的A.4。e）CIELAB色调差：
AH=2(Ca,1·Ca.)1/2sin(Nha/2)或H = [(E)2 (L')2 - (AC)?1/2式中△E是通过式(11)计算得到的。对于不在无彩色轴上的小色差，AH可以按式(18)计算：AHs =(Cs,1.Ce.)1/2. Nha
式中Ah品的单位是弧度。
注1：AH与Ah的正负符号相同。
注2：当Aha的绝对值趋近180°时，可不必计算CIELAB色调差和彩度差。5:2CIE1976(Lu**）色空间（简称CIELUV色空间）5.2.1基本坐标
·（13)
（14）
（15）
·（16）
·（17)
（18）
近似均匀的CIELUV三维色空间是由直角坐标L，u，U*构成，L·，u，'由式(19)确定：L*=116f(Y/Y.)-16
u*=13L*(u'-u'n)
* =13L* (-U)
·（19）
式中：
Y、u、u-
-描述色刺激的量。计算u、的表达式见式(1)；GB/T7921-2008
Y、un、u—给定的白物体色刺激，一般是指CIE照明体照射在完全漫反射体上，再经完全漫反射体反射到观察者眼中的色刺激，在数值上即为照明体的色度值。CIE照明体在CIE1931·标准色度系统中的u和v见表1。CIE照明体在CIE1964标准色度系统中的un.10和n.10见表2。当(Y/Y,)>(24/116)3时，
当(Y/Y）≤（24/116)3时，
f(Y/Y,)=(Y/Y,)1/3
f(Y/Y）=（841/108)(Y/Y,）+16/116图3是CIELUV色空间示意图。
图3CIELUV色空间示意图
5.2.2明度、饱和度、彩度、色调在CIELUV色空间中和明度、饱和度、彩度、色调近似相关的量和计算公式分别是：CIE1976明度L*，计算方法同式(2)。a)
CIE1976u，饱和度（简称CIELUV饱和度）s，计算方法见式(22)：b)
S=13[(u'-u)2+(-n)21/2
c）CIE1976u，U彩度（简称CIELUV彩度)C，计算方法见式（23)：Cm = (u*2 +*2)1/2 = L* sr
d）CIE1976u，色调角（简称CIELUV色调角）hm，计算方法见式(24)：hu=arctan(u*/u\)
计算式(24)中的hm时，可参见本标准附录A中A.2。5.2.3色差计算
a）两个颜色样品的CIE1976u，色差（简称CIELUV色差)△E计算方法见式(25)：AE [(AL*)2 +(Au*)2 +(A*)2J1/2（20）
（21）
（22）
（23）
·（24）
（25）
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式中：
△L*、△u*、△u*计算方法参考式(13),并分别用u*、u'替代a、b'；b）CIE1976u，色调差（简称CIELUV色调差）△H=，计算方法见式(26)或式(27)：△H= 2(C.1· Cm..)1/2 sin(△hm/2)式中：
Ah =hm,1—hw,0 。
AH = [(AE)2 -(AL*)2 -(AC)? J1/2 AH与Ah的正负符号相同。
6CIEDE2000色差公式1）
·（26)
·（27)
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，见本标准中6.1。注：本章中用脚标b和s代表用于色差比较的两个样品。6.1目视评价标准条件
照明：光源模拟CIE标准照明体D65的相对光谱功率分布；a)
照度：10001x；
观察者：正常色觉者；
视场背景：均匀中性灰，L，=50；观察对象：实物；
样品尺寸：视角大于4；
样品间隙：两个样品的边缘直接接触以使间隙最小；样品色差：AE<5CIELAB色差单位；h)
i）样品结构：各向同性，无视觉明显可见的纹理和不均匀。6.2CIEDE2000色差公式的计算
两个颜色样品的CIEDE2000色差按照6.2.1～6.2.6计算。带上划线的量值，表示两个色差样品该量值的平均值。
6.2.1计算L，a和b'[见式(28)和式(29)L'=L*
a'=a'(1+G)
b' =b*此内容来自标准下载网
式中G的计算见式(29)：
式中：
L*，a*，b*以及C计算方法见式(2)、式(9)。6.2.2计算C和h见式(30)和式(31)C
1）CIE把CMC(I:c)、CIE94、BFD和LCD色差公式的数据集合并，形成CIEDE2000色差公式。6
（28）
（29)
C' = [(a')2 + (b')2 J1/2
h' = arctan(b'/a')
6.2.3计算两个颜色样品的AL'、AC'和AH'见式(32)～式(34)]AL' = L's-L's
AC' = C's-C',
AH'= 2 /Cs-C,sin
式中：
Ah'=h -h'.
6.2.4计算加权函数SL,Sc,Sh[见式(35)～式(37))St = 1 + 0. 015(L'- 50)2
20+(L-50)2
Sc=1+0.045C
式中T的计算见式(38)：
SH=1+0.015C'T
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（30）
·（31）
（32）
（33）
（34）
（35）
（36）
（37）
T 1-0.17cos(h'-30)+0.24cos(2h)+0.32cos(3h+6)-0.20cos(4h\+63)6.2.5计算旋转函数Rr[见式(39)]RT —sin(2A@)Rc
式中A@、Rc的计算见式(40)～式(41)：A0= 30exp(—[(\-275)/25]2)
Rc = 2
式中：
平均色调角和△①的单位是度()。6.2.6总色差计算
CIEDE2000总色差的计算方法见式（42)：AEoo=
式中：
KL,kc,kH
N7+257
)+(）)+(器）
)\+RT(C
（38）
（39）
（40）
（41）
（42）
实验条件和目视评价标准条件偏离的校正因子。在标准条件下，kL，kc，kH都等于1；当实验条件和标准条件不同时，kL，kc，kH的取值方法见CIE101:1993。注：CIEDE2000色差公式适用于对人眼张角大于：4°的样品，应使用下脚标10。本标准与CIE142：2001保持一致，略去下脚标10。
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CIE照明体在CIE1931标准色度观察者下的三刺激值和色品坐标表1
标准照明体
色度值
标准照明体
照明体
照明体
照明体
照明体
注1：照明体C代表相关色温大约为6774K的平均昼光。照明体C不属于CIE推荐的昼光照明体，但在一些标准和应用中仍引用照明体C,在此给出其色度值。注2：表中色度值为CIE照明体在波长范围为380nm～780nm、波长间隔为5nm下的计算值。表2
CIE照明体在CIE1964标准色度观察者下的三刺激值和色品坐标标准照明体
色度值
tun,10
标准照明体
照明体
照明体
照明体
照明体
注1：照明体C：代表相关色温大约为6774K的平均昼光。照明体C不属于CIE推荐的虽光照明体，但在一些标准和应用中仍引用照明体C,在此给出其色度值。注2：表中色度值为CIE照明体在波长范围为380nm～780nm、波长间隔为5nm下的计算值。8
附录A
(资料性附录)
CIE1976均匀色空间计算与应用的注意事项GB/T7921-2008
A.1当用本标准中的线性公式(4)、(6)、(8)计算X/X、Y/Y、Z/Zm时，可能得到h的非正常值。非正常值通常不会出现在表面色的测量和计算中；有可能出现在亮度因数较低，且色品点接近光谱轨迹或紫红边界的透明物体色的测量和计算中。A.2当a和b*（或u*和）均为正值时，ha（或hm）介于0和90°之间；当b*（*）为正且α*（u*）为负时，h（或h）介于90°和180°之间；当a*和b*（或u*和*）均为负时，h（或hm）介于180°和270°之间；当b（）为负且a（u）为正时，ha（或hm）介于270°和360°之间。A.3引人CIE1976a,b色调差和uU色调差，是为了将色差△E*分解成△L*、△C和△H*，这三者的平方和等于△E*的平方，但CIE1976a，b色调角差ha和CIE1976u，u色调角差h不具有这种特性。A.4当两个颜色的连线穿过α*或u*的正轴，△ha或△h应进行士360°修正，以便其数值在士180°范围内。
A.5CIELAB色空间和CIELUV色空间中的欧几里得距离可以用于近似表示两物体色刺激之间色差大小的视觉感知量，前提条件是这两个物体色刺激应是同样尺寸、形状，在同样的从白到中灰的环境下由明视觉观察者观察，该观察者的适应场色品应与平均昼光的色品接近。如果不满足上述条件，计算的色差值与人眼知觉的色差量之间的相关性将降低。A.6当被比较的成对物体色对人眼的张角介于1°和4°之间时，应依据CIE1931标准色度观察者计算的三刺激值X,Y,Z,用于计算L*、a、b*、u*、以及△E、C、Sr、C、h、hw、△H和△H数值。当被比较的成对物体色对人眼的张角大于4°时，应依据CIE1964标准色度观察者计算的三刺激值X10,Y10,Z10,用于计算 Lio、aio、bio、uio、vio 以及△E,10、C,10、Suo,10、C,10、hab,10、hm,10、△H,10和AH，10数值。
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