ن دهنده رنگ قرمز، در ۱۲۰درجه نشان دهنده رنگ سبز و در ۲۴۰ درجه نشان دهنده رنگ آبی می‌باشد ]۴[.
شکل ۱- ۶- مدل رنگی HSL و HSV ]9[.
در هر کدام از دو مدل رنگی، در امتداد محور مرکزی از ته استوانه شدت رنگ کم بوده و تا بالای استوانه، شدت رنگ زیاد می‌شود، تا به بیشینه مقدار خود می‌رسد. در دیواره بیرونی استوانه، ترکیبی از سه رنگ اصلی قرمز، سبز و آبی و سه رنگ ثانویه یعنی cyan، قرمز و زرد مشاهده می‌شود. این رنگها به صورت خطی با هم ترکیب شده‌اند به طوری که می‌توان با مختصات سه عددی به یک رنگ خاص دست یافت ]۹[.
در هر دو سیستم HSL و HSV کمیت H یکسان تعریف و سازمان دهی شده‌اند. اما تعریف پارامتر S (اشباع یا saturation) در این دو سیستم با هم متفاوت می‌باشد. این دو سیستم دو مقدار مختصاتی متفاوت برای یک رنگ در فضای رنگی RGB به دست می دهند. H خاصیتی مربوط به حس بصری از اصل یک رنگ در فضایی مشابه می‌باشد، برای مثال وقتی به یک رنگ قرمز می‌گوییم (دارای طیف رنگی از قرمز کم رنگ تا پررنگ) تمام این رنگ‌ها دارای H یکسان می‌باشند ]۹[.
شکل۱- ۷- Hueدر فضای رنگی RGB ]9[. نمودار۱-۳- منحنیHو S در فضای رنگی RGB ]9[.
در طول رنگ آبی، H یکسان است، خط چین به سمت بالا در شکل ۱ – ۸، معادل قسمت پایینی منحنی H می باشد. اما با تغییر ساختار رنگی از آبی به زرد، یعنی ناحیه پایین روند در شکل ۱ – ۸، H یک صعود ناگهانی داشته و دوباره در طول ساختار رنگی زرد ثابت می ماند ]۹[.
اشباع که در شکل فوق با علامت S نشان داده شده است، نشان دهنده میزان پررنگی یا کم رنگی یک رنگ خاص می باشد. روی منحنی نشان داده شده در شکل فوق، مشاهده می کنید که پارامتر S با کم رنگ تر شدن رنگ، کاهش می یابد ]۹[.
فضای HSI نیز یک فضای ادراکی است این فضا از سه مولفه I معرف میزان نور،S درجه سفیدی یا اصطلاحا غلظت رنگ و H معرف طول موج (مانند قرمز،سبز یا آبی) رنگ است ]۵[.
۱-۸- تبدیل مدل‌های رنگی به یکدیگر
در سیستمهای تصویری به خصوص در روش اسکنومتری نیاز مبرم به تبدیل و استخراج مدلهای رنگی مختلف می‌باشد. پس از اسکن لکه نمونه ۱و انتقال تصویر آن به رایانه، این لکه توسط برنامه نوشته شده در محیط ویژوال بیسیک ۶ (Vb 6) آنالیز و پارامترهای مختلف رنگی استخراج می‌شود.
۱-۸-۱- تبدیل لکه به پارامتر RGB
در سیستمهای کامپیوتری، پارامترهای رنگی به صورت اعداد صحیح بین ۰ تا ۲۵۵ ذخیره می‌شود. این سیستم که شامل ۲۵۶ مقدار می‌باشد، معادل عدد ۲۸ بوده بنابراین به آن سیستم ۸ بیتی گفته می‌شود که می‌تواند معادل ۱۶۷۷۷۲۱۶ رنگ مجزا را ایجاد کند. در سیستم رنگی RGB، هر رنگ را به صورت مختصات سه گانه (R, G, B) نشان می‌دهیم. برای مثال (۲۵۵، ۲۵۵، ۲۵۵) معادل رنگ سفید و (۰، ۰، ۰) معادل رنگ مشکی می‌باشد. هر رنگ دارای یک عدد منحصر به فرد بین ۰ تا ۱۶۷۷۷۲۱۶ می‌باشد که این عدد را با V نشان داده و به صورت زیر به دست می‌آوریم:
V = Point (spot area)
V = R + 256 G + 2562 B
در محیط برنامه نویسی ویژوال بیسیک توسط دستور Point می‌توان عدد مورد نظر یعنی V را برای هر پیکسل به دست آورد. با داشتن V می‌توان توسط الگوریتم زیر، سه پارامتر رنگی R، G و B را استخراج کرد:
R = V Mod 256
G = ((V – R) Mod (2562)) / 256
B = (V – R – G * 256) / (2562)
در عبارات فوق، mod دستوری است که باقی مانده دو تقسیم را بر می‌گرداند.
۱-۸-۲- تبدیل RGB به CMYK
برای تبدیل رنگها از مدل RGB به CMYK مقدار روشنایی هر یک از رنگهای اصلی مدل RGB با ترکیبی از رنگهای اصلی مدل CMYK شبیه سازی می‌شود. البته بعضی از رنگهای RGB را نمی‌توان در مد CMYK نمایش داد و این رنگها به نزدیکترین رنگ مشابه تبدیل می‌شوند. در برنامه کامپیوتری که در گروه تحقیقاتی دکتر خواجه‌زاده توسط ایشان در محیط VB6 نوشته شده است، ابتدا هر لکه نمونه به مدل RGB تبدیل شده، سپس انتقالات از این مدل به سایر مدلها توسط الگوریتمهای استاندارد انجام گرفته است. برای تبدیل مقادیر رنگی از مدل RGB به CMYK، از الگوریتم زیر استفاده می‌کنیم ]۴[:
۱٫ R’ = 1 – (R / 255)
G’ = 1 – (G / 255)
B’ = 1 – (B / 255)
۲٫ Black = min (R’, G’, B’)
۳٫ Cyan = (R’ – Black) / (1 – Black)
Magenta = (G’ – Black) / (1 – Black)
Yellow = (B – Black) / (1 – Black)
۱-۸-۳- تبدیل RGB به مدلهای HIS، HSV و HSL
برای محاسبه پارامترهای رنگی نظیر H، SHSI، SHSV، VHSV، L، I و کروما ۱ از پارامترهای R، G و B که قبلا به دست آمده است، در برنامه از الگوریتم زیر استفاده می‌شود ]۴[:
Convert the R, G and B values to the range 0 – 1, by dividing each color value to 255.
Find min and max values of R, G and B.
I = (R + G + B)/3
L = (max + min)/2
V = Max (R, G, B)
Chroma = Max – Min
If the max and min colors are the same, S is defined to be 0, and H is undefined but in programs usually written as 0
Otherwise
SHSL = Chroma / (1 – ½۲L – 1½)
SHSV = Chroma/V
SHSI = 1-Min/I
For H
If R = max == H = [0 + (G – B)/(max – min)]/6
If G = max == H = [2.0 + (B – R)/(max – min)]/6
If B = max == H = [4.0 + (R – G)/(max – min)]/6
۱-۸-۴- محاسبه مدل رنگی XYZ:
برای به دست آوردن سه پارامتر رنگی X، Y و Z از مدل رنگی RGB ابتدا این مدل رنگی به مقیاس ۰ تا ۱ برگردانده شده، سپس توسط ماتریسهای موجود، تبدیل انجام گرفته است. به این ماتریسها، ماتریسهای تبدیل۲ گفته می‌شود. در این مدل رنگی، Y نشان دهنده میزان تابندگی رنگ، و X و Z نشان دهنده مکان فضایی رنگ در محور مختصات دو بعدی می‌باشند ]۴[.
۱-۹- روش اسکنومتری
استفاده از اسکنر برای آنالیز تصویر به جای دستگاه طیف نورسنج را روش اسکنومتری می‌نامیم. در این روش، تصویر دیجیتالی لکه رنگی نمونه پس اسکن به برنامه آنالیز رنگ منتقل می‌شود و در آنجا توسط الگوریتمهای مختلف به پارامترهای سازنده تجزیه می‌شود. با بررسی‌های مختلف می‌توان روابط خطی مناسب بین یک یا چند پارامتر رنگی و غلظت گونه آنالیت را به دست آورد. در شکل زیر نمایی از نرم افزار تجزیه رنگ نشان داده شده است.
شکل ۱- ۸- نمایی از نرم افزار تجزیه رنگ
۱-۱۰- اسکنر
اسکنرها از یک لامپ موسوم به لامپ فلورسانس کاتدی سرد۱ و یک آشکارساز از نوع ابزار تزویج بار۲ ساخته شده است. با حرکت لامپ فلورسانس روی صفحه مورد نظر، نوری حاوی سه رنگ اصلی قرمز، سبز و آبی با طول موجهای مشخص (شکل زیر) به صفحه تابانده می شود، شدت سه طول موج فوق در تابش انعکاس یافته توسط آشکارساز بررسی شده و به صورت دیجیتالی (رقمی) به نرم افزار منتقل می‌شود.
شکل ۱- ۹- لامپ کاتدی در اسکنر
لامپهای کاتدی سرد، از الکترودی از جنس نیکل، مولیبدن، نئوبیوم و یا آلیاژهای مختلف درست شده است که در حبابی حاوی گاز نئون، آرگون و بخار جیوه قرار دارد. این الکترود داغ شده و باعث برانگیخته شدن گازها می‌شود. نتیجه اینکه ترکیبی از طیفهای برانگیختگی این گازها، در سه ناحیه قرمز، سبز و آبی دارای ماکسیمم نشر می‌باشد.
نمودار ۱-۴- طیف های بر انگیختگی گازها در لامپ اسکنردر سه ناحیه قرمز،سبز ،آبی
۱- ۱۱- مفاهیم حسگرها
حسگرها را می‌توان به عنوان ابزاری برای اندازه‌گیری غلظت آنالیت همراه با یک پارامتر فیزیکی مانند فشار، دما و… تعریف نمود ]۱۰[ و به دو دسته فیزیکی و شیمیایی طبقه‌بندی می‌شوند. در حسگر فیزیکی یک پدیده فیزیکی اندازه‌گیری می‌شود، اما حسگر شیمیایی ۱وسیله ای است که اطلاعات مستقیمی را در ارتباط با ترکیب شیمیایی محیط اطراف خود ارائه می‌دهد و دارای مبدل ۲فیزیکی و یک لایه گزینشگر شیمیایی می‌باشد. به طور کلی یک حسگر مراحل آماده‌سازی نمونه مانند نمونه برداری، رقیق سازی، افزایش واکنشگر و … نیاز ندارد زیرا انجام چنین مراحلی باعث ایجاد خطا در اندازه‌گیرهای تجزیه‌ای می‌شود ]۱۱[. از کاربرد‌های حسگر شیمیایی می‌توان در اندازه‌گیری‌های زیست محیطی و بیوشیمیایی برای تعیین آلاینده‌های مختلف فلزی و غیر‌فلزی ]۱۲، ۱۳[ و همچنین استفاده آن در صنایع غذایی ]۱۴[ و داروسازی ]۱۵[ اشاره نمود.
۱-۱۲- انواع حسگرهای شیمیایی
تکنولوژی حسگرهای شیمیایی فرآیندهای کلیدی تشخیص شیمیایی آنالیت‌ها و ما بعد انتقال سیگنال تجزیه‌ای را شامل می‌شود ]۱۶[. اصولا حسگرهای شیمیایی بر اساس نوع مبدل مورد استفاده برای تبدیل تغییر شیمیایی به یک سیگنال قابل پردازش، دارای عملکرد متفاوتی بوده و بر این اساس به چهار دسته تقسیم می‌شوند: ۱- حسگرهای گرمایی ۳۲- حسگرهای جرمی ۴۳- حسگرهای الکتروشیمیایی ۵۴- حسگرهای نوری ۶٫ از میان این حسگرها، انواع الکتروشیمیایی و نوری گستردگی بیشتری داشته و بیش از همه توسعه یافته اند. اگرچه حسگرهای الکتروشیمیایی قدمت بیشتری نسبت به حسگرهای نوری دارند ولی حسگرهای نوری با توجه به اینکه جدیدترین گروه در بین انواع حسگرها می‌باشند، توجه نظر ویژه کسب کرده‌اند. دلایل متعددی برای توجه نظر به این حسگرها وجود دارد، وسایل نوری لازم جهت استفاده در این حسگرها قبلا توسعه یافته‌اند. این حسگرها در قابلیت کاربرد اندازه‌گیری از راه دور۷و ساخت مینیاتوری ردیاب یا کاوشگرهای کوچک توسعه روز افزون پیدا کرده‌اند ]۱۱[.
حسگرهای شیمیایی شامل لایه حس کننده‌ای هستند که در اثر برهمکنش گونه شیمیایی (آنالیت) با این لایه، سیگنال الکتریکی ایجاد می شود. سپس این سیگنال تقویت و پردازش می‌شود ]۱۱[.
شکل ۱-۱۰- شمایی از یک حسگر شیمیایی ]۱۱[
۱-۱۲-۱- حسگرهای الکتروشیمیایی
توسعه یک حسگر حساس و خوب برای اندازه‌گیری آلاینده‌های سمی و مضر یک موضوع مهم برای شیمیدان‌های تجزیه‌ای بوده است و تلاش‌های متعددی در این راستا در سالهای گذشته انجام شده است. حسگرهای الکتروشیمیایی بزرگترین و قدیمی ترین گروه از حسگرهای شیمیایی می‌‌باشند. بر اساس کارهای منتشر شده حسگرهای الکتروشیمیایی به مراتب رایج‌تر هستند و ما بعد کارها با حسگرهای نوری توسعه یافت. این موضوع را می‌توان از حجم مطالعات به کار رفته در این زمینه نتیجه گرفت ]۱۳[. تعداد زیادی از این حسگرها، امروزه به صورت تجارتی ساخته و به بازار عرضه می‌شوند و تعداد دیگری هنوز در مراحل توسعه و گسترش و اصلاح هستند پاسخ ایجاد شده در این حسگرها از برهمکنش بین شیمی و الکتریسته ناشی می‌شود. این نوع حسگرها را بر اساس نوع اندازه‌گیری در آنها، به سه دسته تقسیم می‌شوند: حسگرهای پتانسیومتری (اندازه گیری ولتاژ سل)، حسگرهای آمپرومتری (اندازه گیری جریان سل)، حسگرهای هدایت سنجی (اندازه گیری هدایت) ]۱۳[.
۱-۱۲-۲- حسگرهای نوری
در طی دو دهه گذشته، حسگرهای شیمیایی بر پایه روشهای نوری به سرعت رشد نموده و در بسیاری از زمینه‌ها مانند کنترل فرایندهای صنعتی ]۱۷[، تهیه زیست حسگرها ]۱۷، ۱۸ [و نیز آنالیزهای محیطی و کلینیکی کاربرد وسیعی پیدا نموده‌اند ]۱۹،۲۰[.
۱-۱۲-۳- حسگرهای شیمیایی نوری
حسگرهای شیمیایی نوری جدیدترین گروه از خانواده حسگرهای شیمیایی هستند ]۲۱[. در حسگرهای شیمیایی نوری بطور معمول از یک غشای پلیمر یا مواد متخلخل حاوی ترکیبات فعال که نسبت به گونه مورد اندازه‌گیری پاسخ نوری و گزینش پذیری مطلوبی داشته باشد، به عنوان لایه حسگر (لایه سنجش( استفاده می‌شود و تغییر در خصوصیات نوری ترکیب فعال غشاء (لایه حسگر) است که از طریق بر هم

  منابع پایان نامه دربارهضمن خدمت، آموزش ضمن خدمت، آموزش کارکنان
دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید