顏色測量就是通過專業(yè)的顏色測量儀器色差計或分光光度計，在特定的色度空間下，測量樣品的三刺激值，從而得到樣品的顏色數(shù)值。本文對顏色測量的原理及顏色測量常用色度空間的類型做了介紹，對此感興趣的朋友可以了解一下！

顏色測量的原理：

標(biāo)準(zhǔn)的顏色測量方法是采用光譜光度測色儀，通過測量樣品的三刺激值，從而得到樣品的顏色。目前，基于各種原理的顏色識別傳感器有兩種基本類型：其一是RGB（紅綠藍(lán)）顏色傳感器，檢測的是三刺激值；其二是色差傳感器，檢測被測物體與標(biāo)準(zhǔn)顏色的色差。

1.RGB顏色傳感器測量原理

RGB顏色傳感器對相似顏色和色調(diào)的檢測可靠性較高。它的測量原理示意圖如下圖所示。

在三個光電二極管上貼上三基色濾色片，三種光通過同一透鏡發(fā)射后被目標(biāo)物體反射，根據(jù)測出的數(shù)據(jù)求出顏色的成分。由于這種顏色檢測法是通過測量構(gòu)成物體顏色的三基色實現(xiàn)顏色檢測的，所以精密度極高，能準(zhǔn)確區(qū)別極其相似的顏色，甚至相同顏色的不同色調(diào)。RGB顏色傳感器有兩種測量模式：一種是分析紅、綠、藍(lán)光的比例。因為檢測距離無論怎樣變化，只能引起光強(qiáng)的變化，而三種顏色光的比例不會變，因此，即使在目標(biāo)有機(jī)械振動的場合也可以檢測；第一種模式是利用紅綠藍(lán)三基色的反射光強(qiáng)度實現(xiàn)檢測目的，利用這種模式可實現(xiàn)微小顏色判別的檢測，但傳感器會受目標(biāo)機(jī)械位置的影響。無論應(yīng)用哪種模式，大多數(shù)RGB顏色傳感器都有導(dǎo)向功能，使其非常容易設(shè)置。這種傳感器大多數(shù)都有內(nèi)建的某種形式的圖表和閥值，利用它可確定操作特性，利用全色色敏器件及相關(guān)分析手段可以較精確地測定顏色，一般來說，它至少需要三個光電二極管以及三個相應(yīng)的濾光器，以獲得顏色的三刺激值，因此結(jié)構(gòu)和電路都比較復(fù)雜。

2.色差傳感器測色原理

在一些實際應(yīng)用中（如分揀、質(zhì)量監(jiān)控等行業(yè)），并不需要確切了解被測物的具體顏色，而只需要對兩個物體的色差進(jìn)行識別與判斷，區(qū)別出從一種顏色到另一種顏色的變化。例如，對家用電器、汽車外殼的色彩管理，對紙漿、油漆、彩色鋼板等色彩進(jìn)行讀取和控制，只要檢測出兩種顏色存在一定的色差，就能將它們區(qū)分開來。色差傳感器已發(fā)展出硅雙結(jié)、光纖、有機(jī)材料等多種，由于其價格便宜，動態(tài)響應(yīng)效果好，能實現(xiàn)在線實時測量，所以除染色等特殊行業(yè)外，工業(yè)上一般都采用色差傳感器。

色差傳感器有三種主要類型：

（1）硅雙結(jié)型顏色傳感器短路電流比與光強(qiáng)無關(guān)，幾乎只與入射光波長相關(guān)。但色敏器件的輸出電流很小，很容易受外界的干擾，因此需要對放大電路進(jìn)行屏蔽。

（2）液晶顏色傳感器是利用紅外玻璃濾色片濾掉入射光中的紅外成分，改變液晶兩端的電壓，可以改變液晶層中的非常光折射率ne，從而改變光強(qiáng)I（λ）。光電二極管檢測到光強(qiáng)與存儲在計算機(jī)中的顏色數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，就可知所測物體的顏色。

（3）光纖顏色傳感器利用光纖束解決了普遍存在的光能量和光源散熱問題，結(jié)構(gòu)小而緊湊，便于安裝，可實現(xiàn)在線檢測，傳感頭高度密封，適于惡劣條件，具有可靠的抗干擾措施。

顏色測量常用色度空間：

1.CIEXYZ顏色空間

1931CIE-XYZ系統(tǒng)，是在RGB系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，用數(shù)學(xué)方法，選用三個理想的原色來代替實際的三原色，從而將RGB中的色度坐標(biāo)r，g，b變換為正值。由X、Y、Z在所形成的三角形將整個光譜色軌跡包含在內(nèi)，如下圖所示，因此整個光譜色變成了以XYZ三角形作為色域的域內(nèi)色。

選擇三個理想的原色X、Y、Z，X代表紅原色，Y代表綠原色，Z代表藍(lán)原X色，這三個原色不是物理上的真實色，而是虛構(gòu)的假想色。它們的色度坐標(biāo)分別為：

2.CIELab顏色空間

CIE的最終目標(biāo)是開發(fā)一個作為顏色信息交流標(biāo)準(zhǔn)的可重復(fù)系統(tǒng)，為顏料、油墨、染料及其它色料生產(chǎn)廠商使用。這些標(biāo)準(zhǔn)最重要的功能是提供顏色匹配的通用框架。標(biāo)準(zhǔn)觀察者和XYZ顏色空間是此框架的基礎(chǔ)，但是，XYZ空間的不平衡性使得這些標(biāo)準(zhǔn)難于清楚的定位。

因此，CIE開發(fā)出更均勻的顏色標(biāo)準(zhǔn)CIELab和CIELuv。在這兩種模型中，CIELab正使用最為廣泛，Lab顏色空間良好的平衡結(jié)構(gòu)是基于一種顏色不能同時既是綠又是紅、也不能同時既是藍(lán)又是黃這個理論而建立的。所以單個的值可用于描述紅色綠色以及黃色藍(lán)色特征。當(dāng)一種顏色用CIELab表示時，L表示明度，a表示紅/綠值（+a表示紅色，-a表示綠色），b表示黃/藍(lán)值（+b表示黃色，-b表示藍(lán)色）。