Система цветоделения на основе цветового треугольника для колориметрических исследований в микроскопии

Жбанова В.Л. Система цветоделения на основе цветового треугольника для колориметрических исследований в микроскопии // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2023. Т. 23, № 2. С. 236–244. doi: 10.17586/2226-1494-2023-23-2-236-244

Предмет исследования. Исследована система цветоделения на основе разработанного цветового треугольника для проведения научных колориметрических исследований в микроскопии. Предложена система для выявления генетических или химических отклонений образцов по точному изменению цветности. Полученный цветовой треугольник охватывает весь видимый диапазон излучения и ориентирован на колориметрические системы КЗС и XYZ. Метод. Основываясь на методике преобразования цветовых пространств, получены кривые сложения нескольких разработанных систем. Подобраны наборы цветоделительных светофильтров под формы кривых на основе выбранной монохромной камеры. Проведено аналитическое исследование трех наборов, из которых выбран оптимальный. Аналитическое исследование системы цветоделения представлено в форме математического моделирования с 14 контрольными цветами из атласа Манселла. Выбранный набор системы экспериментально исследован на разработанной оптико-электронной установке, помещенной в черный короб для исключения световых и цветовых засветок. Одной из важных частей установки является отражающий экран: расположение соответствует рекомендациям освещения/наблюдения согласно Международной комиссии по освещению для измерения колориметрической характеристики образцов. Для объективного анализа измерений выбраны эталонные тест-объекты — стандартизированные цветные оптические стекла. Исследование было основано на оценке групп стекол: желтых, желто-зеленых, зеленых, сине-зеленых. Так как работе выполнено расширение цветового пространства в сторону выбранных цветов для получения точности цветопередачи. Основные результаты. При математическом моделировании эксперимента получено изменение цветности в среднем 0,016, а практический результат — 0,027. Средние значения цветности, полученные разработанной системой KZS равны 0,00877. Данный результат является качественнее полученных автором ранее значений при аналитическом исследовании современных систем цветоделения (лучшее значение при широком цветовом треугольнике — 0,00900 и худшее при небольшом треугольнике — 0,04. Практическая значимость. Результаты исследования позволяют признать разработанную систему KZS конкурентноспособной перед современными аналогами. Полученные параметры и характеристики будут использованы при внедрении разработанной системы цветоделения в монохромный цифровой микроскоп для улучшения цветопередачи в микроскопии.

1. Jeckel H., Drescher K. Advances and opportunities in image analysis of bacterial cells and communities // FEMS Microbiology Reviews. 2021. V. 45. N 4. https://doi.org/10.1093/femsre/fuaa062

2. Spring K.R., Russ J.C., Davidson M.W. Digital imaging in optical microscopy – basic concepts in digital image processing. Microscopy primer. OLIMPUS CORPORATION.

3. Murphy D.B. Fundamentals of Light Microscopy and Electronic Imaging. John Wiley & Sons, 2001. 368 p.

4. Wu Q., Merchant F.A., Castleman K.R. Microscope Image Processing. Academic Press, 2008. 548 p.

5. Wayne R. Light and Video Microscopy. Academic Press, 2014. 358 p.

6. Зено Б.Х. Валидация лиц с помощью обнаружения глаз, рта и цвета кожи // Прикладная информатика. 2018. Т. 13. № 1(73). С. 69–81.

7. Джадд Д., Вышецки Г. Цвет в науке и технике. М.: Мир. 1978. 592 c.

8. Жбанова В.Л. Вопросы применения цифровой колориметрии в современных научных исследованиях // Светотехника. 2021. № 2. C. 5–14.

9. Кривошеев М.И., Кустарев А.К. Цветовые измерения. М.: Энергоатомиздат, 1990. 240 с.

10. Лурье А.А., Косиков А.Г. Теория и практика цифровой обработки изображений. М.: Научный мир, 2003. 168 с.

11. Новаковский С.В. Цвет на экране телевизора (Основы телевизионной колориметрии). М.: Радио и связь, 1997. 168 с.

12. Мешков В.В., Матвеев А.Б. Основы светотехники: учеб. пособие для вузов в 2-х ч. Ч. 2. Физиологическая оптика и колориметрия. М.: Энергоатомиздат, 1989. 432 с.

13. Жбанова В.Л. Разработка систем цветоделения матричных фотоприемников для научных исследований // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2022. № 8. С. 69–74. https://doi.org/10.24412/2071-6168-2022-8-69-75

14. Жбанова В.Л. Оценка и подбор цветовых пространств для цифровых систем // Светотехника. 2020. № 5. С. 53–60. 

15. Жбанова В.Л., Жбанов И.Л. Метод исследования цветопередачи цифровых камер // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2021. Т. 21. № 3. С. 326–333. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2021-21-3-326-333

16. Жбанова В.Л., Жбанов И.Л. Программа для обработки цифрового изображения четырехкадровой камеры: свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU2022615119. 29.03.2022.

17. Кирилловский В.К. Современные оптические исследования и измерения: учеб. пособие. СПб.: Лань, 2010. 304 с.

18. Юстова Е.Н. Цветовые измерения (колориметрия). СПб.: Издательство СПбГУ, 2000. 397 с

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License