为研究现有国际照明委员会(CIE)色差公式(基于平面色建立)对三维(3D)打印球体模型色差评价的适用性,基于Sailner J400彩色3D打印机,围绕CIE推荐的5个颜色中心(灰、红、黄、绿、蓝)制作了200对(150对哑光和50对光泽)直径4 cm的球体模型。组织了59名年龄分布在19~26岁的色觉正常观察者,使用灰梯尺法开展色差评价实验。检验了基于CIELAB、CIECAM02和CAM16共3个颜色空间、8个色差公式的表现性能,并对色差公式进行了幂指数和明度因子的优化计算。结果表明,各原始色差公式对3D球体色差的预测性能较为一致,标准化残差平方和(STRESS)值为32.5~34.7;对光泽球体样本的预测性能优于哑光球体样本。F检验表明,针对3D球体样本建立的幂指数色差计算方法较原始色差公式的性能均有显著改善,优化后的STRESS值降为24.5~27.3;经过明度因子优化后的改善不显著。

截止目前, 多国相关颜色科学工作者已累计提出了40多个色差公式, 但是目前所有的色差公式的相关使用, 都只能限定在CIE给定的观测条件。 固态照明作为近些年光源研究的重点方向, 相关的研究如基于LED照明条件的色差研究仍未展开。 该研究遵循CIE的色差研究指导原则, 首先选取CIE推荐的17种颜色中心中的五种颜色, 制成实验色块样张, 分别以U30, TL84和D65光源为参考光源, 以LED灯泡为实验光源。 选用CIE1976LUV色差公式、 CIE1976LAB色差公式、 CIEDE2000色差公式分别对打印色块进行理论色差值的计算。 然后采用20名观察者, 通过心理物理学的视觉评价实验对打印色样进行主观色差评价, 最后通过标准化残差平方和(STRESS)将客观计算值与主观评价数据进行对比分析。 发现实验中选用的三种色差公式在LED照明条件下的色差预测性能均不是很理想。 相比而言, 在LED照明条件下, CIE1976LUV公式的预测性能相对要好, CIEDE2000公式次之, CIE1976LAB公式最差。

为了研究人眼对不同的颜色的辨色阈值, 利用积分球配出色差值可以调整的颜色刺激图样, 采用限定法, 检测出6名色觉正常的观察者在4个颜色中心的辨色阈值, 并和CRT的数据进行比较。采用性能因子PF/3分析观察者的测试精度, 并在a*b*图上绘制实验颜色恰可辨别图。通过对实验数据进行处理和分析, 人眼在4个颜色中心的辨色阈值是有差异, 在评价辨色阈值的性能方面, CIEDE2000色差公式好于CIELAB色差公式。实验的结果可为颜色科学及色差公式的改进和发展提供参考。

用5幅ISO SCID图像在EIZO CG19显示器上分别进行了两组图像色差等级评价实验。两组实验分别在室内自然照明环境和标准灯箱中进行，用目视评价实验数据检验并优化彩色图像色差的计算公式。用CIELAB、CIEDE2000、CIE94和CMC色差公式对第一组实验数据计算结果表明，现有色差公式计算的图像明度差和彩度差与实际色差感觉有明显的系统性差异，图像内容对计算色差与色差感觉的关系有一定影响，说明需要对原始色差公式进行改进。提出了用实验数据拟合直线斜率比值优化色差公式的方法，得到CIELAB(1.501)、CIEDE2000(2.291)、CIE94(3.041)和CMC(3.381)计算的色差比原始公式有明显的改善，其中CIEDE2000(2.291)计算结果受图像内容的影响最小。用第二组实验数据检验色差公式的优化效果也证明，这种优化方法准确，简单，具有普遍适用性。

利用Munsell体系中色卡分布的视觉均匀性, 对CIELAB及基于CIELAB的典型色差公式CMC、CIE94和CIEDE2000的原始形式(kL=kC=kH=1)在色差计算上的均匀性进行了测试和评价。采用Munsell颜色立体中不同位置和方向上的等距数据作为测试的输入数据对, 借助性能因子(Performance Factor)PF/3方法检验了四个色差公式在颜色空间中不同位置和方向上的色差预测的均匀性, 以供色差的应用和改进作为参考。

分析常用的颜色空间中的色差公式，运用聚类算法将色差公式应用于图像背景主色提取.理论分析和实验结果均表明，CIELAB颜色空间中的CIE94色差公式具有较好的实验效果和较高的效率，说明色差公式的选择与实际使用情况紧密相连，要实现不同的图像显示效果，应选择不同的色差公式.

为了研究哑光和半光两种光泽纸张的印刷样品对中小色差评价的影响, 分别围绕CIE 5个基本颜色中心区域, 对两种纸张制作30个颜色样品, 采用心理物理实验方法中的比较法, 分别测得20名色觉正常的观察者对不同纸张和不同颜色的辨色特性。对四个典型色差公式CIELAB, CIE94, CMC, CIEDE2000和CAM02系列CAM02-LCD, CAM02-SCD, CAM02-UCS三个色差公式用标准化残差平方和(STRESS)性能因子和F检验的方法进行评价和优化。原始色差公式, CIEDE2000色差公式的表现最好, CIELAB色差公式表现最差, CIE94色差公式有较大的改进空间。采用对kL进行优化后的计算结果表明, 随着光泽度的增加, 明度的影响权重在色差计算中有增加的趋势。

为了研究不同光泽纸张的印刷样品对色差评价的影响,对印在哑光、半光、高光三种不同光泽纸张上的5个国际照明委员会(CIE)基本颜色中心区域,约1100对颜色色样,采用心理物理实验方法中的pass-fail,分别测得23名色觉正常的观察者对不同纸张不同颜色的辨色特性。分别对四个典型色差公式CIELAB,CIE94,CMC,CIEDE2000和CAM02系列CAM02-LCD,CAM02-SCD,CAM02-UCS三个色差公式进行STRESS性能因子的评价和优化,除CIELAB色差公式外,其他色差公式表明无明显差异。采用对明度加权因子kL进行优化后的计算结果表明,随着光泽度的增加,明度的影响权重在色差计算中有增加的趋势,但光泽度对整体色差阈值的计算影响不是很明显。

为了研究CIELAB颜色空间中明度、彩度和色调等视觉容差与色调角之间的相关性对基于CIELAB的典型色差公式（CIELAB、CMC、BFD、CIE94、LCD以及CIEDE2000）预测性能的影响, 实验选取了具有不同明度和彩度水平的5个色调环（L*=30, 50, 70和C*ab=10, 20, 30）, 并采用3个不同视觉尺度（ΔV=3.02, 5.92和8.87 CIELAB单位）进行视觉评估实验。8名色觉正常观察者根据心理物理学的恒常刺激法原理, 在阴极射线管（CRT）显示器上获取了相应颜色中心的明度、彩度和色调视觉容差。对实验结果的详细分析表明, 由于明度容差与色调角无明显相关性, 6个色差公式的预测性能均较好, 其中CIEDE2000略优于其它色差公式。对于彩度容差, LCD(Leeds color-difference formula)预测性能表现最优, 而CIEDE2000和BFD的表现最差, 其余色差公式则相差不多。CIEDE2000和LCD的色调权重函数的预测性能明显优于其它色差公式, 而CMC预测性能则为最差。

基于物体表面色样本的视觉评价, 测试了典型色差公式对超大色差的预测性能。由18名观察者按照倍率法对60组颜色样本对进行心理物理视觉评价实验, 获得视觉色差的评价数据。利用实验数据对两个常用色差公式CIELAB和CIEDE2000以及基于色貌模型的最新色差公式CAM02-UCS和CAM02-LCD的超大色差预测性能进行了详细的比较和分析, 结果表明基于色貌模型的两个公式性能优异。同时, 使用本实验视觉数据考察了Attridge等人提出的幂指数模型, 并得到了一致的结论。