عنوان صفحه
نمودار ۱-۱- نمودار رنگینگی ۶
نمودار۱-۲- طیف رنگی RGB 8
نمودار ۱-۳- منحنی H و S در فضای رنگی RGB 10
نمودار ۱-۴- طیف های برانگیختگی در لامپ اسکنر در سه ناحیه قرمز، آبی و سبز ۱۴
نمودار۴-۱- تغییرات پارامترهای رنگی بر حسبpH در فیلم آغشته به دی فنیل کربازید ۴۳
نمودار ۴-۲- تغییرات پارامترهای رنگی در کمپلکس دی کرومات و دی فنیل کربازید ۴۴
نمودار۴-۳- تغییرات گونه های کروم ۴۵
نمودار ۴-۴- تاثیر pH روی تشکیل کمپلکس بین یون دی‌کرومات و DPC 45
نمودار ۴-۵- تاثیر غلظت دی فنیل کربازید روی پارامترهای رنگی کمپلکس ایجاد شده
در بستر فیلم ۴۶
نمودار ۴-۶- تاثیر زمان تماس فیلم حسگر با محلول دی‌کرومات ۴۷
نمودار ۴-۷- تاثیر شرایط نگهداری فیلم در هوای اتاق روی میزان پاسخگویی ۴۸
نمودار۴-۸- تاثیر شرایط نگهداری فیلم در آب مقطر، روی میزان پاسخگویی ۴۸
نمودار ۴-۹- تاثیر شرایط نگهداری پلیمر در بافر فسفاتی pH =7 روی میزان پاسخگویی ۴۹
نمودار۴-۱۰- منحنی کالیبراسیون ۵۰
فهرست جدول
عنوان صفحه
جدول۳-۱- مشخصات مواد مصرفی در طول پژوهش ۳۸
جدول۴-۱- میزان خطای نسبی/ بررسی حضور مزاحمت‌ها ۵۱
جدول ۴-۲- درصد بازیابی در دو مرحله اسپایک ۵۱
چکیده
در این بررسی، روش جدید فیلم اسکنومتری برای اندازه‌گیری یون دی‌کرومات در محیط‌های آبی با بهره گرفتن از کروموفور ۱و۵ - دی فنیل کربازید (DPC) به کار گرفته شد. ۱و۵- دی فنیل کربازید به عنوان عامل کمپلکس دهنده برای اندازه‌گیری یون دی‌کرومات به کار برده شد. در اثر ورود دی‌کرومات به ساختار فیلم پلیمری، کمپلکس قرمز- بنفش کروم (III) - 1و۵ دی فنیل کربازون تشکیل می‌شود. پس از تزریق نمونه‌ها روی یک پلیت شیشه‌ای، پلیت به وسیله اسکنر با قدرت تفکیک مناسب اسکن و تصویر مربوطه به برنامه آنالیز رنگ منتقل می‌شود و در محیط ویژوال بیسیک توسط الگوریتم‌های مختلف به پارامترهای سازنده تجزیه می‌شود. پارامترهای مختلفی مانند غلظت دی فنیل کربازید،pH ، زمان پاسخگویی و … بررسی گردید و در نهایت منحنی کالیبراسیون با شیب مناسب رسم شد. در شرایط بهینه دامنه خطی روش معادلppm 50- 5/0 به دست آمد. برای تمام غلظت‌ها در دامنه خطی، میزان انحراف استاندارد نسبی کمتر از ۵% و میزان حد تشخیص برای هر پارامتر رنگی معادلppm 2/0 به دست آمد. دی‌کرومات در نمونه‌های حقیقی آب معدنی مختلف اندازه‌گیری شد و همچنین حضور مزاحم‌ها بررسی گردید.
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت nefo.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

کلمات کلیدی: RGB، تکنیک اسکنومتری، اپتود، دی‌کرومات، ۱و۵ - دی فنیل کربازید
فصل اول
کلیات تحقیق
۱-۱- مقدمه‏
شناسایی اشیا در تصاویر به صورت بالقوه کاربرد‌های وسیع و متنوع در فهم تصویر دارد. ردیابی و اکتشاف اشیا در تصویر یک کار بنیادی در کاربرد‌های آنالیز تصویر می‌باشد و کاربرد‌های فراوانی در زندگی بشر دارد که همراه با پردازش تصویر می‌باشد. پردازش رنگی تصاویر^[۱]اغلب برای دو منظور خاص انجام می‌گیرد: الف) تحلیل خودکار تصاویر، در این منظور رنگ توصیف‌گر توانایی است که در اغلب موارد شناسایی و استخراج شی را از صحنه ساده می‌سازد. ب) به کارگیری خصوصیات رنگی مانند شدت و پارامترهای دیگر آن به عنوان معیاری از شدت و ضعف مقدار ماده موجود در تصویر. پردازش تصویر به دو حوزه اصلی تقسیم می‌شود: پردازش تمام رنگی و پردازش شبه رنگی‌. در گروه اول‌، تصاویر مورد نظر معمولاً با یک حسگر تمام رنگی نظیر دوربین تلویزیون رنگی یا پیمایشگر رنگی برداشته می‌شوند‌. در گروه دوم‌، به هر شدت تک رنگ خاص یا محدوده‌ای از شدت‌ها‌، یک سایه رنگی منتسب می‌شود‌. پیشرفت قابل توجهی که در دهه ۱۹۸۰ انجام شد‌، باعث گردید حسگر‌های رنگی و سخت افزار لازم برای پردازش تصویرهای رنگی با قیمت قابل قبولی در دسترس قرار گیرند‌. در نتیجه این پیشرفت‌ها‌، استفاده از روش‌های پردازش تصویر تمام رنگی در محدوده بسیار وسیعی از کاربردها مورد استفاده قرار گرفته است ‌]۱[.
۱-۲- مبانی رنگ
سال ۱۶۶۶میلادی اسحاق نیوتن^[۲] کشف کرد که وقتی نور خورشید از میان یک منشور شیشه‌ای عبور می‌کند‌، خروجی آن نور سفید نیست‌، بلکه شامل طیف پیوسته‌ای از رنگ‌ها در محدوده بنفش تا قرمز می‌باشد‌. همان طور که در تصویر ۱ - ۱ مشاهده می‌شود طیف رنگی را به ۶ ناحیه وسیع می‌توان تقسیم کرد: بنفش‌، آبی‌، سبز‌، زرد‌، نارنجی و قرمز‌. هیچ رنگی در طیف یکباره قطع نمی شود بلکه هر رنگ به آرامی با رنگ بعدی مخلوط می‌گردد (تصویر ۱ - ۲) ]۲٫[
‌
شکل ۱- ۱- عبور نور سفید از منشور و ایجاد طیف رنگی] ۲[ .
شکل۱-۲- طیف الکترومغناطیسی ]۲ [.
به طور کلی رنگ‌هایی که انسان از شی‌‌ای دریافت می‌کند‌، به وسیله ماهیت نور منعکس شده از آن شی معین می‌شود‌. همان طور که در تصویر ۱ - ۲ مشاهده می‌شود، نور مرئی‌ نوار نسبتاً باریکی در طیف انرژی الکترومغناطیسی می‌باشد‌. جسمی که در تمام طول موج‌‌‌‌‌های مرئی‌، نور نسبتاً متوازنی را منعکس می‌کند‌، برای ناظر‌، به صورت سفید ظاهر می‌شود‌، اما جسمی که تنها در محدوده کوچکی از طیف مرئی به خوبی انعکاس داشته باشد‌، برای ناظر رنگی به نظر می‌رسد‌. به عنوان مثال اشیاء سبز‌، طول موج‌های نوری در محدوده nm 700 - 500 را منعکس می‌کنند‌، در حالی که بیشتر انرژی موجود در سایر طول موج‌‌ها را جذب می‌کنند ]۲ .[
۱-۳- پارامترهای توصیف نور
توصیف نور‌، اساس علم رنگ است‌. نور غیر رنگی (بدون رنگ)‌، تنها مشخصه آن شدت یا مقدار می‌باشد‌. نور غیر رنگی همانند نوری است که بینندگان تلویزیون سیاه و سفید می‌بینند‌. بنابراین اصطلاح سطح خاکستری به اندازه عددی شدت که در محدوده سیاه تا خاکستری‌ها و در نهایت سفید تغییر می‌کند‌، اشاره دارد. نور رنگی طیف انرژی الکترومغناطیسی تقریباً از ۴۰۰ - ۷۰۰ نانومتر را می‌پوشاند‌. سه کمیت اصلی برای توصیف کیفیت منبع نور رنگ استفاده می‌شوند: تشعشع ^[۳]۱، لومینانس ^[۴]۲و روشنی ^[۵]۳٫ تشعشع، مقدار کل انرژی است که از منبع نور صادر گردیده و اغلب با وات (W) سنجیده می‌شود‌. لومینانس که بر حسب لومن (lm) بیان می‌شود‌، مقدار انرژی است که توسط ناظر از منبع نور دریافت می‌شود‌. به عنوان مثال نوری که از منبعی در ناحیه انتهایی مادون قرمز طیف صادر می‌شود‌، ممکن است انرژی قابل ملاحظه‌ای داشته باشد اما ناظر به سختی آن را احساس می‌کند؛ بنابراین لومینانس آن تقریباً صفر است‌. در نهایت روشنی توصیف‌گری ذهنی است که اندازه‌گیری آن عملاً غیر ممکن است‌. روشنی‌، بخش غیر رنگی شدت را مجسم می‌کند و یکی از عوامل مهم در توصیف احساس رنگ است ]۱[.
ساختمان چشم انسان‌ به گونه‌‌‌ای می‌باشد که تمام رنگها به صورت ترکیبات مختلف سه رنگ اولیه قرمز ®‌، سبز (G) و آبی (B) دیده می‌شوند‌. به منظور استاندارد‌سازی‌ مجمع جهانی درباره روشنایی^[۶]۱ (CIE) در سال ۱۹۳۱ مقادیر طول موج‌های مشخص زیر را به سه رنگ اولیه منتسب کرد ]۱[:
Blue = 435.8 nm
Green = 546.1 nm
Red = 700 nm
ذکر این نکته در اینجا دارای اهمیت بسیار زیادی است که هیچ رنگی را به تنهایی نمی‌توان قرمز‌، آبی و یا سبز نامید‌. بنابراین داشتن سه طول موج رنگی مشخص و استاندارد بدین معنا نیست که سه مؤلفه ثابت RGB به تنهایی می‌توانند تمام رنگ‌های طیف را تولید کنند‌. این نکته مهمی است‌، زیرا در بسیاری از موارد به هنگام استفاده از کلمه اولیه‌، این گمان رفته است که اگر سه رنگ اولیه استاندارد در نسبت‌های مختلف با هم مخلوط شوند‌، می‌توانند تمام رنگ‌های مرئی را تولید نمایند‌. این تعبیر درست نیست مگر این که طول موج هم امکان تغییر داشته باشد ]۱[.
با مخلوط کردن رنگ‌های اولیه می‌توان رنگهای ثانویه بنفش روشن (قرمز به اضافه آبی)‌، آبی فیروزه‌ای (سبز به اضافه آبی) و زرد (قرمز به اضافه سبز) را تولید نمود‌. با مخلوط کردن سه رنگ اولیه با هم و یا یک رنگ ثانویه با رنگ اولیه متضادش‌، البته با شدت‌‌‌های صحیح‌، نور سفید تولید می‌شود این نتیجه در تصویر ۱- ۳ (الف) قابل مشاهده است. این سه رنگ اولیه و ترکیبات آنها را نمایش می‌دهد ]۱[.
شکل ۱-۳- رنگهای اولیه و ثانویه ]۱ .[
تفکیک بین رنگ‌های اولیه نوری و رنگ‌های اولیه مادی^[۷]۲ مهم است‌. در مورد اخیر رنگ اولیه به عنوان رنگی تعریف می‌شود که رنگ اولیه نوری را جذب یا تفریق می‌کند و دو رنگ دیگر را انعکاس یا عبور می‌دهد‌. بنابراین رنگ‌های اولیه مادی بنفش‌، ابی فیروزه‌ای و زرد بوده و رنگ‌های ثانویه مادی قرمز‌، سبز و ابی هستند‌. این رنگ‌ها در تصویر۱- ۳ (ب) مشاهده می‌شود‌. ترکیب مناسب سه رنگ اولیه مادی‌، یا یک رنگ ثانویه با رنگ اولیه متضادش‌، رنگ سیاه تولید می‌شود ‌]۱٫[
برای تشخیص یک رنگ از سایر رنگها می‌توان از سه پارامتر روشنی^[۸]۱ اصل رنگ ^[۹]۲و اشباع ^[۱۰]۳استفاده نمود . روشنی‌، بخش رنگی شدت را مجسم می‌کند‌. اصل رنگ صفت مرتبط با طول موج غالب در ترکیب امواج نوری است‌. بنابراین اصل رنگ بیانگر رنگ غالب که بیننده دریافت می‌کند‌، است؛ وقتی شی ‌ای را قرمز‌، نارنجی یا زرد می‌خوانیم‌، در واقع اصل رنگ آن را مشخص می‌کنیم‌. اشباع به خلوص نسبی یا مقدار نور سفید مخلوط با اصل رنگ مربوط می‌شود‌. رنگ‌های طیفی خالص کاملاً اشباع شده هستند‌. رنگ هایی نظیر صورتی (قرمز به اضافه سفید) و بنفش کمرنگ (بنفش به اضافه سفید) کم اشباع‌تر هستند‌. درجه اشباع با نور سفید اضافه شده نسبت معکوس دارد .اصل رنگ و اشباع روی هم‌، رنگینگی نامیده می‌شوند‌. بنابراین هر رنگ را می‌توان با روشنی و رنگینگی آن توصیف نمود‌. مقادیر قرمز‌، سبز و آبی مورد نیاز برای تشکیل یک رنگ خاص‌، مقادیر محرکه سه گانه ^[۱۱]۴نامیده می‌شوند و به ترتیب با X‌، Yو Z نشان داده می‌شوند‌. هر رنگ با ضرایب سه گانه رنگینگی آن که به صورت زیر تعریف و مشخص می‌گردد ]۱[.

این سه پارامتر نسبی بوده، در نتیجه، جمع این کسرها باید یک باشد:

بنابراین با توجه به روابط فوق، درجه آزادی بیان یک رنگ برابر با ۲ خواهد بود، یعنی برای هر رنگ کافی است، دو پارامتر x و y را داشته باشیم، پارامتر z را می توان از رابطه z = 1- (x+y) به سادگی به دست آورد ]۱[.
۱-۴- نمودار رنگینگی^[۱۲]۵
به نمودارهایی که پارامترهای تشکیل دهنده رنگها در هر مدل رنگی در آن نمایش داده شده است، نمودارهای رنگینگی گفته می شود. یکی از متداولترین این نمودارها، نمودار CIE می باشد. (نمودار ۱- ۱)
محل رنگ‌های گوناگون طیف (از بنفش در ۳۸۰ نانومتر تا قرمز در ۷۸۰ نانومتر) حول مرز زبانه‌ای شکل نمودار رنگینگی نشان داده شده‌اند‌. این‌ها‌ رنگ‌های خالصی هستند که در تصویر ۱ - ۲ دیده می‌شوند‌. هر نقطه که روی مرز نباشد اما درون نمودار باشد‌، بیانگر مخلوطی از رنگ‌های طیف است‌. در نقطه تساوی انرژی‌ها که در نمودار ۱-۱- دیده می‌شود‌، سهم سه رنگ اولیه با هم برابر است‌. این نقطه در استاندارد CIE نمایانگر نور سفید است‌. هر نقطه‌ای که روی مرز نمودار رنگینگی باشد‌، کاملاً اشباع شده خوانده می‌شود‌. هرچه از مرز دورتر شده و به نقطه تساوی انرژی‌ها نزدیک می‌شویم‌، نور سفید بیشتری به رنگ افزوده می‌شود‌. اشباع در نقطه تساوی انرژی‌ها (نور سفید)‌، صفر است‌ ]۳[.