1、 TECHNICAL REPORT Recommended Method for Evaluating the Performance of Colour-Difference Formulae CIE 217:2016 UDC: 159.937.51 Descriptor: Perception of colour 535.67 Colour of objects 612.843.31 Colour vision 535.66 Colorimetry ISBN 978-3-902842-57-2 THE INTERNATIONAL COMMISSION ON ILLUMINATION The
2、 International Commission on Illumination (CIE) is an organization devoted to international co-operation and exchange of information among its member countries on all matters relating to the art and science of lighting. Its membership consists of the National Committees in about 40 countries. The ob
3、jectives of the CIE are: 1. To provide an international forum for the discussion of all matters relating to the science, technology and art in the fields of light and lighting and for the interchange of information in these fields between countries. 2. To develop basic standards and procedures of me
4、trology in the fields of light and lighting. 3. To provide guidance in the application of principles and procedures in the development of international and national standards in the fields of light and lighting. 4. To prepare and publish standards, reports and other publications concerned with all m
5、atters relating to the science, technology and art in the fields of light and lighting. 5. To maintain liaison and technical interaction with other international organizations concerned with matters related to the science, technology, standardization and art in the fields of light and lighting. The
6、work of the CIE is carried out by Technical Committees, organized in seven Divisions. This work covers subjects ranging from fundamental matters to all types of lighting applications. The standards and technical reports developed by these international Divisions of the CIE are accepted throughout th
7、e world. A plenary session is held every four years at which the work of the Divisions and Technical Committees is reported and reviewed, and plans are made for the future. The CIE is recognized as the authority on all aspects of light and lighting. As such it occupies an important position among in
8、ternational organizations. LA COMMISSION INTERNATIONALE DE LECLAIRAGE La Commission Internationale de lEclairage (CIE) est une organisation qui se donne pour but la coopration internationale et lchange dinformations entre les Pays membres sur toutes les questions relatives lart et la science de lcla
9、irage. Elle est compose de Comits Nationaux reprsentant environ 40 pays. Les objectifs de la CIE sont : 1. De constituer un centre dtude international pour toute matire relevant de la science, de la technologie et de lart de la lumire et de lclairage et pour lchange entre pays dinformations dans ces
10、 domaines. 2. Dlaborer des normes et des mthodes de base pour la mtrologie dans les domaines de la lumire et de lclairage. 3. De donner des directives pour lapplication des principes et des mthodes dlaboration de normes internationales et nationales dans les domaines de la lumire et de lclairage. 4.
11、 De prparer et publier des normes, rapports et autres textes, concernant toutes matires relatives la science, la technologie et lart dans les domaines de la lumire et de lclairage. 5. De maintenir une liaison et une collaboration technique avec les autres organisations internationales concernes par
12、des sujets relatifs la science, la technologie, la normalisation et lart dans les domaines de la lumire et de lclairage. Les travaux de la CIE sont effectus par Comits Techniques, organiss en sept Divisions. Les sujets dtudes stendent des questions fondamentales, tous les types dapplications de lcla
13、irage. Les normes et les rapports techniques labors par ces Divisions Internationales de la CIE sont reconnus dans le monde entier. Tous les quatre ans, une Session plnire passe en revue le travail des Divisions et des Comits Techniques, en fait rapport et tablit les projets de travaux pour lavenir.
14、 La CIE est reconnue comme la plus haute autorit en ce qui concerne tous les aspects de la lumire et de lclairage. Elle occupe comme telle une position importante parmi les organisations internationales. DIE INTERNATIONALE BELEUCHTUNGSKOMMISSION Die Internationale Beleuchtungskommission (CIE) ist ei
15、ne Organisation, die sich der internationalen Zusammenarbeit und dem Austausch von Informationen zwischen ihren Mitgliedslndern bezglich der Kunst und Wissenschaft der Lichttechnik widmet. Die Mitgliedschaft besteht aus den Nationalen Komitees in rund 40 Lndern. Die Ziele der CIE sind: 1. Ein intern
16、ationales Forum fr Diskussionen aller Fragen auf dem Gebiet der Wissenschaft, Technik und Kunst der Lichttechnik und fr den Informationsaustausch auf diesen Gebieten zwischen den einzelnen Lndern zu sein. 2. Grundnormen und Verfahren der Messtechnik auf dem Gebiet der Lichttechnik zu entwickeln. 3.
17、Richtlinien fr die Anwendung von Prinzipien und Vorgngen in der Entwicklung internationaler und nationaler Normen auf dem Gebiet der Lichttechnik zu erstellen. 4. Normen, Berichte und andere Publikationen zu erstellen und zu verffentlichen, die alle Fragen auf dem Gebiet der Wissenschaft, Technik un
18、d Kunst der Lichttechnik betreffen. 5. Liaison und technische Zusammenarbeit mit anderen internationalen Organisationen zu unterhalten, die mit Fragen der Wissenschaft, Technik, Normung und Kunst auf dem Gebiet der Lichttechnik zu tun haben. Die Arbeit der CIE wird durch Technische Komitees geleiste
19、t, die in sieben Divisionen organisiert sind. Diese Arbeit betrifft Gebiete mit grundlegendem Inhalt bis zu allen Arten der Lichtanwendung. Die Normen und Technischen Berichte, die von diesen international zusammengesetzten Divisionen ausgearbeitet werden, sind auf der ganzen Welt anerkannt. Alle vi
20、er Jahre findet eine Session statt, in der die Arbeiten der Divisionen berichtet und berprft werden, sowie neue Plne fr die Zukunft ausgearbeitet werden. Die CIE wird als hchste Autoritt fr alle Aspekte des Lichtes und der Beleuchtung angesehen. Auf diese Weise unterhlt sie eine bedeutende Stellung
21、unter den internationalen Organisationen. Published by the COMMISSION INTERNATIONALE DE LECLAIRAGE CIE Central Bureau Babenbergerstrasse 9, A-1010 Vienna, AUSTRIA Tel: +43(1)714 31 87 e-mail: ciecbcie.co.at www.cie.co.at CIE 2016 - All rights reserved TECHNICAL REPORT Recommended Method for Evaluati
22、ng the Performance of Colour-Difference Formulae CIE 217:2016 UDC: 159.937.51 Descriptor: Perception of colour 535.67 Colour of objects 612.843.31 Colour vision 535.66 Colorimetry ISBN 978-3-902842-57-2 CIE 217:2016 II This Technical Report has been prepared by CIE Technical Committee 1-55 of Divisi
23、on 1 “Vision and Colour” and has been approved by the Board of Administration as well as by Division 1 of the Commission Internationale de lEclairage. The document reports on current knowledge and experience within the specific field of light and lighting described, and is intended to be used by the
24、 CIE membership and other interested parties. It should be noted, however, that the status of this document is advisory and not mandatory. Ce rapport technique a t labor par le Comit Technique CIE 1-55 de la Division 1 “Vision et Couleur“ et a t approuv par le Bureau et Division 1 de la Commission I
25、nternationale de lEclairage. Le document expose les connaissances et lexprience actuelles dans le domaine particulier de la lumire et de lclairage dcrit ici. Il est destin tre utilis par les membres de la CIE et par tous les intresss. Il faut cependant noter que ce document est indicatif et non obli
26、gatoire. Dieser Technische Bericht ist vom Technischen Komitee CIE 1-55 der Division 1 “Sehen und Farbe“ ausgearbeitet und vom Vorstand sowie Division 1 der Commission Internationale de lEclairage gebilligt worden. Das Dokument berichtet ber den derzeitigen Stand des Wissens und Erfahrung in dem beh
27、andelten Gebiet von Licht und Beleuchtung; es ist zur Verwendung durch CIE-Mitglieder und durch andere Interessierte bestimmt. Es sollte jedoch beachtet werden, dass das Dokument eine Empfehlung und keine Vorschrift ist. Any mention of organizations or products does not imply endorsement by the CIE.
28、 Whilst every care has been taken in the compilation of any lists, up to the time of going to press, these may not be comprehensive. Toute mention dorganisme ou de produit nimplique pas une prfrence de la CIE. Malgr le soin apport la compilation de tous les documents jusqu la mise sous presse, ce tr
29、avail ne saurait tre exhaustif. Die Erwhnung von Organisationen oder Erzeugnissen bedeutet keine Billigung durch die CIE. Obgleich groe Sorgfalt bei der Erstellung von Verzeichnissen bis zum Zeitpunkt der Drucklegung angewendet wurde, besteht die Mglichkeit, dass diese nicht vollstndig sind. CIE 201
30、6 - All rights reserved CIE 217:2016 III The following members of TC 1-55 “Uniform Colour Space for Industrial Colour Difference Evaluation” took part in the preparation of this Technical Report. The committee comes under Division 1 “Colour and Vision”. Authors: Melgosa, M. (Chair 20052015) Spain No
31、bbs, J. (Chair 19992005) United Kingdom Alman, D.H. USA Berns, R.S. USA Carter, E.C. USA Cui, G. China Hirschler, R. Hungary Li, C. China Luo, M.R. United Kingdom Oleari, C. Italy Pointer, M.R. United Kingdom Richter, K. Germany Romero, J. Spain Sato, T. Japan Shamey, R. USA Vik, M. Czech Republic W
32、itt, K. Germany Xin, J.H. China Xu, H. China Yaguchi, H. Japan Acknowledgement: The committee would like to thank those who, although not members of the committee, contributed ideas and comments used in the preparation of this report: M.D. Fairchild, P.A. Garca, R. Huertas, R. Kuehni, D.C. Rich, B.
33、Rigg, A. Robertson, G. Roesler (). CIE 217:2016 IV CONTENTS Summary . V Rsum . V Zusammenfassung . V 1 Introduction 1 2 Perceived and measured colour differences . 1 3 Indices for testing colour-difference formulae . 4 4 The standardized residual sum of squares (STRESS) index . 7 5 Performance of di
34、fferent formulae for some visual datasets 9 6 Future work and conclusions 13 Annex A 14 References . 18 CIE 217:2016 V RECOMMENDED METHOD FOR EVALUATING THE PERFORMANCE OF COLOUR-DIFFERENCE FORMULAE Summary A method is recommended to evaluate the strength of the relationship between visually-perceiv
35、ed colour differences in a given set of colour pairs and their corresponding predictions made by a colour-difference formula. This method is based on the Standardized Residual Sum of Squares (STRESS) index used in multidimensional scaling, and tests if two colour-difference formulae are or are not s
36、tatistically significantly different. The same index can be also used to compute intra- and inter-observer variability in visual experiments. Beside important advances made in the field of colour-difference evaluation using reliable visual datasets currently available, the results achieved from the
37、STRESS index indicate that it is not possible to recommend a more uniform colour space with a Euclidean colour-difference formula that is statistically significantly better than CIEDE2000. METHODE RECOMMENDEE POUR EVALUATION DE FORMULES DE DIFFERENCE DE COULEUR Rsum Ce rapport technique recommande u
38、ne mthode pour valuer lintensit de la relation entre les diffrences de couleur perues visuellement (pour un ensemble donn de paires de couleurs) et leurs prdictions correspondantes ralises avec une formule de diffrence de couleur. Cette mthode est base sur lindice STRESS (Standardized Residual Sum o
39、f Squares) utilis dans le positionnement multidimensionnel, qui permet de tester si deux formules de diffrence de couleur sont ou ne sont pas statistiquement significativement diffrentes. Le mme indice peut galement tre utilis pour calculer la variabilit intra- et inter-observateurs lors des exprien
40、ces visuelles. Outre les progrs importants raliss dans le domaine de lvaluation des diffrences de couleur en utilisant les ensembles de donnes visuelles fiables actuellement disponibles, les rsultats obtenus partir de lindice STRESS indiquent quil est impossible de recommander un espace de couleur p
41、lus uniforme avec une formule de diffrence de couleur Euclidienne qui soit statistiquement significativement meilleure que CIEDE2000. EMPFOHLENE METHODE ZUR BEWERTUNG DER LEISTUNGSFHIGKEIT VON FARBDIFFERENZFORMELN Zusammenfassung Es wird eine Methode empfohlen, um fr einen gegebenen Satz von Farbpaa
42、ren die Strke der Beziehung zwischen der visuell empfundenen Farbdifferenz und dem korrespondierenden Farbabstand mit einer Farbabstandsformel zu beurteilen. Die Methode basiert auf einem Index, der STRESS (Standardized Residual Sum of Squares) genannt wird. Er wird bei der multidimensionalen Skalie
43、rung benutzt und erlaubt zu testen, ob zwei Farbabstandsformeln statistisch signifikant unterschiedlich sind oder nicht. Der gleiche Index kann auch benutzt werden, um die Variabilitt eines Beobachters oder zwischen Beobachtern in visuellen Experimenten zu berechnen. Neben den wichtigen Fortschritte
44、n, die auf dem Gebiet der Farbdifferenzbeurteilung mit geeigneten visuellen Datenstzen gemacht wurden, zeigen die Ergebnisse mit dem STRESS-Index an, dass es nicht mglich ist, einen gleichfrmigeren Farbenraum mit einer euklidischen Farbabstandsformel zu definieren, die statistisch signifikant besser
45、 ist, als die Farbabstandsformel CIEDE2000. CIE 217:2016 VI CIE 217:2016 1 1 Introduction For a pair of colour samples, the magnitude of the visually-perceived colour difference between such samples, usually designated as V, can be considered as much as the computed colour difference from objective
46、instrumental colour measurements of the colour samples, usually designated as E. While V is the result of a subjective answer from a human observer, E is an objective measurement provided by what is known as a “colour-difference formula”. A colour-difference formula can be defined as a mathematical
47、equation providing a non-negative number E from the numerical colour specifications of two colour samples. Most recent colour-difference formulae also incorporate other parameters related to the illuminating and viewing conditions of the samples, which are usually known in the literature as “paramet
48、ric factors” (CIE, 1993). Obviously, the result given by the human visual system (V) is the most important part in the binomial V-E, and the goal of colour scientists is to achieve a colour-difference formula providing an accurate prediction of colour differences perceived by average observers, for
49、any pair of colour samples under any illuminating/viewing conditions. Certainly, this is an ambitious goal, bearing in mind that currently the human visual system is not fully understood. However, important advances have been made in recent years (Melgosa et al., 2008; M. Huang et al., 2015), as will be described in this report. Note that we can also speak about perceived (V) and computed (E) co
