रंग स्थिरता

रंग स्थिरता व्यक्तिपरक निरंतरता का एक उदाहरण है और मानव रंग धारणा प्रणाली की एक विशेषता है जो यह सुनिश्चित करती है कि वस्तुओं का कथित रंग अलग-अलग रोशनी की स्थिति में अपेक्षाकृत स्थिर रहता है। उदाहरण के लिए एक हरा सेब हमें दोपहर के समय हरा दिखाई देता है, जब मुख्य रोशनी सफेद धूप होती है, और सूर्यास्त के समय भी, जब मुख्य रोशनी लाल होती है। इससे हमें वस्तुओं की पहचान करने में मदद मिलती है।

इतिहास
इब्न अल-हेथम ने रंग स्थिरता की प्रारंभिक व्याख्या यह देखकर की कि किसी वस्तु से परावर्तित प्रकाश वस्तु के रंग द्वारा संशोधित होता है। उन्होंने समझाया कि प्रकाश की गुणवत्ता और वस्तु का रंग मिश्रित होता है, और दृश्य प्रणाली प्रकाश और रंग को अलग करती है। वे लिखते हैं: पुन: प्रकाश रंगीन वस्तु से रंग के बिना आंखों तक नहीं जाता है, न ही रंग का रूप रंगीन वस्तु से बिना प्रकाश के आंखों तक जाता है। न तो प्रकाश का रूप और न ही रंगीन वस्तु में मौजूद रंग एक साथ मिश्रित होने के अलावा गुजर सकता है और अंतिम भाव ही कर सकता है उन्हें आपस में मिला हुआ समझते हैं। फिर भी, संवेदनशील देखता है कि दृश्य वस्तु चमकदार है और वस्तु में दिखाई देने वाला प्रकाश रंग के अलावा अन्य है और ये दो गुण हैं। मोंज (1789), यंग (1807), वॉन हेल्महोल्ट्ज़ (1867), हेरिंग (1920), और वॉन क्रिस (1902, 1905), साथ ही बाद के शोधकर्ता हेलसन और जेफ़र्स (1940), जुड (1940), और लैंड एंड मैककैन (1971), सभी ने रंग स्थिरता की जांच में महत्वपूर्ण योगदान दिया है। यह विचार कि रंग स्थिरता की घटना अचेतन अनुमान (जुड, 1940; वॉन हेल्महोल्ट्ज़, 1867) का परिणाम थी और यह विचार कि यह संवेदी अनुकूलन (हेलसन, 1943; हेरिंग, 1920) का परिणाम था, एक महत्वपूर्ण हिस्से के लिए सह-अस्तित्व में था। इस समय। पर्यवेक्षकों के रंग-स्थिरता निर्णयों की प्रकृति को स्पष्ट करने के लिए, अरेंड और रीव्स (1986) ने पहला व्यवस्थित व्यवहारिक प्रयोग किया। इसके बाद, नए रंग स्थिरता मॉडल, कॉर्टिकल तंत्र पर शारीरिक जानकारी, और प्राकृतिक दृश्यों के फोटोग्राफिक वर्णमिति माप सभी सामने आए।

रंग दृष्टि
रंग दृष्टि यह है कि हम वस्तुनिष्ठ रंग को कैसे देखते हैं, जो लोग, जानवर और मशीनें वस्तु द्वारा परावर्तित, प्रसारित या उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंग दैर्ध्य के आधार पर वस्तुओं को अलग करने में सक्षम होते हैं। मनुष्यों में, दो प्रकार के फोटोरिसेप्टर, शंकु कोशिकाओं और रॉड कोशिकाओं का उपयोग करके आंखों से प्रकाश का पता लगाया जाता है, जो दृश्य प्रांतस्था को संकेत भेजते हैं, जो बदले में उन रंगों को व्यक्तिपरक धारणा में संसाधित करते हैं। रंग स्थिरता एक ऐसी प्रक्रिया है जो मस्तिष्क को किसी परिचित वस्तु को एक सुसंगत रंग के रूप में पहचानने की अनुमति देती है, भले ही किसी निश्चित समय पर इससे परावर्तित प्रकाश की मात्रा या तरंग दैर्ध्य की परवाह किए बिना।

वस्तु रोशनी
रंग स्थिरता की घटना तब होती है जब रोशनी का स्रोत प्रत्यक्ष रूप से ज्ञात नहीं होता है। यही कारण है कि बादल छाए रहने वाले दिनों की तुलना में सूर्य और स्वच्छ आकाश वाले दिनों में रंग स्थिरता अधिक प्रभाव डालती है। यहां तक ​​कि जब सूर्य दिखाई दे रहा हो, रंग स्थिरता रंग दृष्टि को प्रभावित कर सकती है। रंग धारणा। यह रोशनी के सभी संभावित स्रोतों की अज्ञानता के कारण है। हालांकि एक वस्तु आंख में प्रकाश के कई स्रोतों को प्रतिबिंबित कर सकती है, रंग की स्थिरता के कारण वस्तुगत पहचान स्थिर रहती है। डीएच फोस्टर (2011) कहते हैं, प्राकृतिक वातावरण में, स्रोत को अच्छी तरह से परिभाषित नहीं किया जा सकता है कि किसी दृश्य में किसी विशेष बिंदु पर रोशनी आमतौर पर प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष [प्रकाश] का एक जटिल मिश्रण होता है जो घटना कोणों की एक श्रृंखला पर वितरित होता है।, बदले में स्थानीय रोड़ा और पारस्परिक प्रतिबिंब द्वारा संशोधित, जो सभी समय और स्थिति के साथ भिन्न हो सकते हैं। प्राकृतिक वातावरण में संभावित रोशनी का व्यापक स्पेक्ट्रम और रंग देखने के लिए मानव आंखों की सीमित क्षमता का मतलब है कि रंग स्थिरता दैनिक धारणा में एक कार्यात्मक भूमिका निभाती है। रंग स्थिरता मनुष्य को दुनिया के साथ एक सुसंगत या वास्तविक तरीके से बातचीत करने की अनुमति देती है और यह एक को दिन के समय अधिक प्रभावी ढंग से निर्णय लेने की अनुमति देता है।

शारीरिक आधार
रंग स्थिरता के लिए शारीरिक आधार प्राथमिक दृश्य प्रांतस्था में विशेष न्यूरॉन्स को शामिल करने के लिए माना जाता है जो शंकु गतिविधि के स्थानीय अनुपातों की गणना करता है, जो कि वही गणना है जो भूमि के रेटिनेक्स एल्गोरिदम रंग स्थिरता प्राप्त करने के लिए उपयोग करता है। इन विशेष कोशिकाओं को डबल-प्रतिद्वंद्वी सेल कहा जाता है क्योंकि वे रंग विरोध और स्थानिक विरोध दोनों की गणना करते हैं। डबल-प्रतिद्वंद्वी कोशिकाओं का वर्णन सबसे पहले निगेल डॉव ने ज़र्द मछली  रेटिना में किया था।  प्राइमेट विज़ुअल सिस्टम में इन कोशिकाओं के अस्तित्व के बारे में काफी बहस हुई थी; उनके अस्तित्व को अंततः रिवर्स-सहसंबंध ग्रहणशील क्षेत्र मानचित्रण और विशेष उत्तेजनाओं का उपयोग करके सिद्ध किया गया था जो एक समय में चुनिंदा रूप से एकल शंकु वर्गों को सक्रिय करते हैं, तथाकथित शंकु-पृथक उत्तेजना।  मानव मस्तिष्क इमेजिंग सबूत दृढ़ता से सुझाव देते हैं कि रंगीन स्थिरता उत्पन्न करने के लिए एक महत्वपूर्ण कॉर्टिकल लोकस कॉर्टिकल क्षेत्र V4 में स्थित है, क्षति जिसमें सेरेब्रल अक्रोमैटोप्सिया के सिंड्रोम की ओर जाता है।

रंग स्थिरता केवल तभी काम करती है जब घटना की रोशनी में तरंग दैर्ध्य की एक सीमा होती है। मानव आंख की विभिन्न शंकु कोशिकाएं दृश्य में प्रत्येक वस्तु द्वारा परावर्तित प्रकाश की तरंग दैर्ध्य की अलग-अलग लेकिन अतिव्यापी रेंज दर्ज करती हैं। इस जानकारी से, दृश्य प्रणाली प्रबुद्ध प्रकाश की अनुमानित संरचना निर्धारित करने का प्रयास करती है। इस रोशनी को तब छूट दी जाती है वस्तु का असली रंग या परावर्तन प्राप्त करने के लिए: वस्तु द्वारा प्रतिबिंबित प्रकाश की तरंग दैर्ध्य। यह प्रतिबिंब तब मोटे तौर पर कथित रंग को निर्धारित करता है।

तंत्रिका तंत्र
रंग स्थिरता के लिए दो संभावित तंत्र हैं। पहला तंत्र अचेतन अनुमान है। दूसरा दृश्य इस घटना को संवेदी अनुकूलन के कारण मानता है। शोध से पता चलता है कि रंग की स्थिरता रेटिना की कोशिकाओं के साथ-साथ दृष्टि से संबंधित कॉर्टिकल क्षेत्रों में संबंधित परिवर्तन है।  इस घटना को सबसे अधिक संभावना दृश्य प्रणाली के विभिन्न स्तरों में परिवर्तन के लिए जिम्मेदार ठहराया गया है।

शंकु अनुकूलन
शंकु, रेटिना के भीतर विशेष कोशिकाएं, स्थानीय वातावरण के भीतर प्रकाश के स्तर के सापेक्ष समायोजित होंगी। यह व्यक्तिगत न्यूरॉन्स के स्तर पर होता है। हालाँकि, यह अनुकूलन अधूरा है। मस्तिष्क के भीतर होने वाली प्रक्रियाओं द्वारा क्रोमैटिक अनुकूलन को भी नियंत्रित किया जाता है। बंदरों में शोध से पता चलता है कि रंगीन संवेदनशीलता में परिवर्तन परवोसेलुलर सेल पार्श्व जीनिकुलेट नाभिक न्यूरॉन्स में गतिविधि से संबंधित है। रंग स्थिरता दोनों को अलग-अलग रेटिनल कोशिकाओं में स्थानीय परिवर्तनों या मस्तिष्क के भीतर उच्च स्तर की तंत्रिका प्रक्रियाओं के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है।

मेटामेरिज़्म
मेटामेरिज़्म, दो अलग-अलग दृश्यों के भीतर रंगों की धारणा, रंग स्थिरता के संबंध में अनुसंधान को सूचित करने में मदद कर सकती है। अनुसंधान से पता चलता है कि जब प्रतिस्पर्धी रंगीन उत्तेजनाओं को प्रस्तुत किया जाता है, तो दृश्य प्रणाली में स्थानिक तुलना जल्दी पूरी की जानी चाहिए। उदाहरण के लिए, जब विषयों को डाइकोप्टिक प्रस्तुति फैशन में उत्तेजनाओं को प्रस्तुत किया जाता है, तो रंगों की एक सरणी और एक शून्य रंग, जैसे कि ग्रे, और सरणी के एक विशिष्ट रंग पर ध्यान केंद्रित करने के लिए कहा जाता है, शून्य रंग अलग दिखाई देता है जब एक में माना जाता है दूरबीन फैशन। इसका मतलब यह है कि रंग निर्णय, जैसा कि वे स्थानिक तुलना से संबंधित हैं, को विज़ुअल कॉर्टेक्स मोनोक्युलर न्यूरॉन्स पर या उससे पहले पूरा किया जाना चाहिए।  यदि दृश्य प्रणाली में स्थानिक तुलना बाद में होती है जैसे कॉर्टिकल क्षेत्र V4 में, मस्तिष्क रंग और शून्य रंग दोनों को देखने में सक्षम होगा जैसे कि वे एक दूरबीन फैशन में देखे गए थे।

रेटिनेक्स सिद्धांत
भूमि प्रभाव केवल लाल और ग्रे तरंग दैर्ध्य वाली तस्वीर को देखकर पूर्ण रंग (यदि मौन हो) छवियों को देखने की क्षमता है। इस प्रभाव की खोज एडविन एच. लैंड ने की थी, जो जेम्स क्लर्क मैक्सवेल के शुरुआती प्रयोगों को पूर्ण रंगीन छवियों में फिर से बनाने का प्रयास कर रहे थे। भूमि ने महसूस किया कि, जब किसी छवि में हरे या नीले तरंग दैर्ध्य मौजूद नहीं थे, तब भी दृश्य प्रणाली लाल रोशनी को छूट देकर उन्हें हरे या नीले रंग के रूप में देखेगी। लैंड ने अमेरिकी वैज्ञानिक  में 1959 के एक लेख में इस आशय का वर्णन किया है। 1977 में, लैंड ने एक और वैज्ञानिक अमेरिकी लेख लिखा जिसने भूमि प्रभाव की व्याख्या करने के लिए अपने रेटिनेक्स सिद्धांत को तैयार किया। रेटिनेक्स शब्द रेटिना और सेरेब्रल कॉर्टेक्स का एक मिश्रण शब्द है, जो यह सुझाव देता है कि आंख और मस्तिष्क दोनों प्रसंस्करण में शामिल हैं। लैंड, जॉन मैककैन के साथ, मानव शरीर विज्ञान में होने वाली रेटिनेक्स प्रक्रियाओं की नकल करने के लिए डिज़ाइन किया गया एक कंप्यूटर प्रोग्राम भी विकसित किया। प्रभाव को प्रयोगात्मक रूप से निम्नानुसार प्रदर्शित किया जा सकता है। मोंड्रियन नामक एक प्रदर्शन (पीट मोंड्रियन के बाद जिसकी पेंटिंग समान हैं) जिसमें कई रंगीन पैच शामिल हैं, एक व्यक्ति को दिखाया गया है। प्रदर्शन तीन सफेद रोशनी से प्रकाशित होता है, एक लाल फिल्टर के माध्यम से प्रक्षेपित होता है, एक हरे रंग के फिल्टर के माध्यम से प्रक्षेपित होता है, और एक नीले रंग के फिल्टर के माध्यम से प्रक्षेपित होता है। व्यक्ति को रोशनी की तीव्रता को समायोजित करने के लिए कहा जाता है ताकि प्रदर्शन में एक विशेष पैच सफेद दिखाई दे। प्रयोगकर्ता तब इस सफेद दिखने वाले पैच से परावर्तित लाल, हरे और नीले प्रकाश की तीव्रता को मापता है। फिर प्रयोगकर्ता व्यक्ति को पड़ोसी पैच के रंग की पहचान करने के लिए कहता है, जो उदाहरण के लिए हरा दिखाई देता है। फिर प्रयोगकर्ता रोशनी को समायोजित करता है ताकि हरे पैच से परावर्तित लाल, नीले और हरे रंग की रोशनी की तीव्रता वही हो जो मूल रूप से सफेद पैच से मापी गई थी। व्यक्ति रंग स्थिरता दिखाता है जिसमें हरा पैच हरा दिखाई देता है, सफेद पैच सफेद दिखाई देता रहता है, और शेष सभी पैच अपने मूल रंग में बने रहते हैं।

रंग स्थिरता कंप्यूटर दृष्टि की एक वांछनीय विशेषता है, और इस उद्देश्य के लिए कई एल्गोरिदम विकसित किए गए हैं। इनमें कई रेटिनेक्स एल्गोरिदम शामिल हैं।   ये एल्गोरिदम छवि के प्रत्येक पिक्सेल के लाल/हरे/नीले मूल्यों को इनपुट के रूप में प्राप्त करते हैं और प्रत्येक बिंदु के प्रतिबिंबों का अनुमान लगाने का प्रयास करते हैं। ऐसा ही एक एल्गोरिथम निम्नानुसार संचालित होता है: अधिकतम लाल मान rmax सभी पिक्सेल निर्धारित किए जाते हैं, और अधिकतम हरा मान g भीmax और अधिकतम नीला मान bmax. यह मानते हुए कि दृश्य में ऐसी वस्तुएँ हैं जो सभी लाल बत्ती को दर्शाती हैं, और (अन्य) वस्तुएँ जो सभी हरे रंग की रोशनी को दर्शाती हैं और फिर भी अन्य जो सभी नीली रोशनी को दर्शाती हैं, तब कोई यह अनुमान लगा सकता है कि रोशन प्रकाश स्रोत (आर) द्वारा वर्णित हैmax, जीmax, बीmax). मान (आर, जी, बी) वाले प्रत्येक पिक्सेल के लिए इसका प्रतिबिंब अनुमानित है (आर/आरmax, Y ymax, बी/बीmax). भूमि और मैककैन द्वारा प्रस्तावित मूल रेटिनेक्स एल्गोरिथम इस सिद्धांत के एक स्थानीय संस्करण का उपयोग करता है। हालांकि रेटिनेक्स मॉडल अभी भी कंप्यूटर दृष्टि में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं, वास्तविक मानव रंग धारणा को और अधिक जटिल दिखाया गया है।

यह भी देखें

 * रंगीन अनुकूलन
 * स्मृति रंग प्रभाव
 * छाया और हाइलाइट वृद्धि
 * ट्राइक्रोमेसी
 * टेट्राक्रोमेसी
 * रंगों का सिद्धांत

रेटिनेक्स
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बाहरी संबंध

 * Color constancy – McCann
 * Color constancy – Illuminant Estimation
 * Retinex Image Processing
 * Retinex implemented via a partial differential equation and Fourier transform, with code and on-line demonstration
 * BBC Horizon 21x08 Colourful notions 1985

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