颜色是光的属性，是外界光投射到物体上，经过颜色物质对光有选择的吸收后，其反射（或透射）光对人眼的辐射作用结果。为了对颜色进行规范化的描述与表达，国际照明委员会CIE对颜色检测的基本条件及颜色空间做了相应的规定。本文对颜色检测的基本条件、颜色空间及颜色检测的常规仪器做了介绍，大家可以了解一下！
颜色检测的理论：
在颜色识别与检测中，不论是图像识别，图像处理，还是机器视觉识别，都是基于相同的颜色理论——视觉分辨理论。
视觉分辨颜色的机理最早起源于牛顿，在1700年左右牛顿用白光经过棱镜分光可以产生各种颜色的单色光。19世纪初（1807年）扬提出了三原色学说观点，50年后由赫姆藿尔兹对赫姆雀尔兹三原色学说进行了定说明。1878年赫林提出对抗色理论的四色学说。
扬和赫姆霍尔兹提出的三原色学说，是根据红、绿、蓝三原色可以混合出各种不同颜色的规律，假设人眼视网膜上有三种神经纤维，每种神经纤维的兴奋都引起一种原色的感觉。光作用于视网膜上虽然能同时引起三种纤维的兴奋，但波长不同，引起三种纤维的兴奋程度不同，人眼就产生不同的颜色感觉。例如长波长的光同时刺激“红”、“绿”、“蓝”三种纤维，但是“红”纤维的兴奋最强烈，因此有红色感觉。光刺激同时引起三种纤维强烈兴奋，且兴奋程度相同就会产生白色感觉。
经过20年实验验证的对抗学说认为：人眼视网膜上含有三种不同类型的锥体细胞，这三种锥体细胞中分别含有三种不同的视色素。不同的学者采用不同的实验方法测得这三种不同光谱敏感性的视色素光谱吸收峰值分别在440~450nm、530~540nm、560~570nm处，它们的吸收光谱曲线如下图所示，分别称这三种视色素为亲蓝、亲绿、亲红视色素。外界光辐射进入人眼时被三种锥体细胞按它们各自的吸收特性所吸收，细胞色素吸收光子后引起光化学反应，视色素被分解漂白，同时触发生物能，引起视神经活动。将视觉信息通过双极细胞和神经节细胞传至神经中枢。视色素的漂白程度以及产生的生物能的大小与此类锥体细胞吸收的光子数量有关。光子数越多，则漂白程度越高。人体对不同色彩的感觉，就是不同的光辐射对三种视色素不同程度的漂白的综合结果。人眼的明亮感觉是三种锥体细胞提供的亮度之和。
颜色检测的基本条件：
光源、物体和观察着是进行颜色观测的三要素，在使用各种测色仪器测得的颜色数据时，光源与物体二者之中任何一个不同或者他们的位置关系不同，都会引起不同的颜色知觉，得到不同的测量结果。为使颜色的测量与计算标准化，国际照明委员会（CIE）规定了相应的标准照明体、标准的照明/观测条件。
不同的照明体照射会得到不同的测量结果。在日常生活中，通常在日光或者人工照明体下观察物体的颜色，由于他们在不同的时相下具有不同的光谱功率分布。因此，在它们的照射下，物体的表面呈现略为不同的颜色。从色度学的实践考虑，人们不可能也不必要在各种光源下测量颜色，而只需在大家所约定的某些具有代表性的光源下标定物体的颜色。为此CIE推荐了五种标准照明体A、B、C、D（D又分为D55、D65、D75）和E。
由于颜色物体材料的光度特性影响，随着照明方向和观测角度的变化，会产生不同的结果。所以，CIE在颜色测量中，对照明和观测条件做了规范。CIE1971年推荐的四种标准照明观测条件是：0/45条件（垂直照射/45°接收），45/0条件（45°照射/垂直接收），0/d条件（乖直照射/漫反射接收），d/0条件（漫射照射/垂直接收）。
颜色检测的常用颜色空间：
为了让的颜色评价有更加精确的衡量标准，国际上通常采用的表示方法就是颜色空间。目前常用的颜色空间主要有：LAB、LCH、RGB、XYZ、YXY等，其中Lab为目前最主流的一种颜色空间，它可以表示任何一种颜色，其他的颜色空间一般只作为比对时的参考。当我们在使用颜色检测仪器测量物体表面颜色差异的时候，仪器的屏幕上常常会显示出对应的Lab数值，其中：“L”代表物体的明亮度：0-100表示从黑色到白色；“a”代表物体的红绿色：正值表示红色，负值表示绿色；“b”代表物体的黄蓝色：正值表示黄色，负值表示蓝色。
颜色检测仪器测量的Lab值表示的就是颜色测量的三个纬度，我们知道决定颜色有三个要素，而确定色差，也可以分为三个要素。它们分别是L值，表示的是产品颜色的深、浅，也就是我们常说的黑和白。而a值表示的就是红绿值，通过红、绿正负来表示，而b值表示的是黄蓝值，通过黄、蓝正负两个方向来表示。根据测出的L、a、b数值就可以计算出被测物体的偏色情况，具体计算公式如下：
ΔL*=L*样品-L*标准，为明度差异；△L*为正值，样品颜色偏浅色方向；为负值，样品偏深色方向。
△a*=a*样品-a*标准，为红/绿差异；△a*为正值，样品颜色偏红；△a*为负值，样品偏绿。
△b*= b*样品-b*标准，为黄/蓝差异；Δb*为正值，样品颜色偏黄；△b*为负值，样品偏蓝。
其中△L*，△a*，△b*，为参考样品和被测样品之间明度L*和色度指数a*，b*的差值。色差值用ΔE* 来表示，为综合总色差，具体计算方法和亮度差△L、红绿差△a、黄蓝差△b都有关系。总色差ΔE*的计算公式如下：
一般情况下颜色检测仪器都会给出相应的L*，a*，b*值和比色后的ΔL*、△a、△b、ΔE*四组色差数据。用ΔE来评价色差时，△E越小表示样品与标准颜色越接近，反之则表示两种颜色相差越远。
颜色检测的常规仪器：
目前在颜色检测领域使用最广泛的颜色检测仪器就是色差仪，它是颜色检测领域的一种常规仪器。色差仪是一种通过计算颜色差值来识别和比较颜色的光学设备，其工作机制实际上是对人眼识别颜色过程的部分模拟。在人眼视觉系统中，颜色判断是依据进入眼睛可见光的进行的，这种光线来自物体表面辐射、反射或者物体内部的透射，类似的在一个测色系统中，实际需要分析检测的就是进入仪器检测窗口的可见光。与人类视觉系统使用生物组织视网膜来识别光谱类似；在机器中这种颜色识别功能通常通过感光器件来完成的。人类比对颜色是在大脑中完成的，是对不同颜色信号的比较；色差仪则是在获得样本颜色数值后与记忆体中的颜色数值进行比较。
对色差仪而言，要获得待测可见光的首要条件是必须有能够反映待测样本颜色特征的光线。在颜色恒常性的部分阐述我们知道，特定环境中观察物体颜色时，依赖于当前光照条件的颜色谱系分布是确定的，但是一旦改变光照背景，机器传感器获得的颜色感应值发生变化，那么颜色的判断就不是恒常的了，这也就是机器视觉不具备颜色恒常性的原因。要解决这个问题，需要在一个和测量环境无关的颜色谱系空间中获取样本的反射光线，所以测色仪器中都会使用统一的内置光源来刺激物体表面，这样就相当于将所有待测物体都置于一个跟机器相关的系统光照条件下，而这系统光照条件下的颜色谱系分布也是确定的了。
在色差仪内有一个光源，每次测量时，光源使用单色白光多次照射样本，或者使用单色LED分组多次照射样本，在照射的同时使用CMOS感光阵列获得反射可见光的信息，然后经过后期的去噪、平均后获得样本颜色的系统颜色空间坐标值。需要补充的是在色差仪能够测色之前需要将标准颜色库信息装载到色差仪当中，并且使用纯黑或纯白色的系统颜色空间参考点同标准颜色库的标准颜色空间进行比对计算，从而求出两个颜色空间的映射关系，当标准照明体选定时，其是一个常数。
在颜色空间映射参数确定的条件下，一旦测得的系统样本颜色值被计算出来后，就可以在与映射参数计算从而得出和具体机器、硬件系统、光照条件无关的L*a*b*值。所以当系统要测量未知颜色时，这个样本L*a*b*空间坐标值就可以用来寻找最接近的标准颜色；反之，如果查看样本颜色是否符合落在期望颜色偏差的阈值内，则将样本的L*a*b*值与期望颜色的L*a*b*值作为选定色差公式的输入来计算色差距离△E，从而进行色差判断。