रंग स्थिरता

रंग स्थिरता व्यक्तिपरक निरंतरता का प्रमुख उदाहरण है और मानव की रंग के प्रति धारणाओं की मुख्य प्रणालियों की ऐसी विशेषता है जो यह सुनिश्चित करती है कि वस्तुओं का कथित रंग अलग-अलग प्रकाश की स्थिति में अपेक्षाकृत स्थिर रहता है। उदाहरण के लिए हरा सेब हमें दोपहर के समय हरा दिखाई देता है, जब मुख्य प्रकाश का रंग हमें सफेद धूप के समान दिखाई देता है, और सूर्यास्त के समय भी जब मुख्य प्रकाश लाल होता है। इससे हमें वस्तुओं की पहचान करने में सहायता मिलती है।

इतिहास
इब्न अल-हेथम ने रंग स्थिरता की प्रारंभिक व्याख्या यह देखकर सुनिश्चित करती हैं कि किसी वस्तु से परावर्तित प्रकाश वस्तु के रंग द्वारा इसे संशोधित किया जा सकता है। इस प्रकार हम यह समझ सकते हैं कि किसी प्रकाश की गुणवत्ता और वस्तु का रंग मिश्रित रहता है, और दृश्य प्रणाली प्रकाश और रंग को एक दूसरे से पृथक करता है। उनके मतानुसार:"किसी भी प्रकार का प्रकाश किसी रंगीन वस्तु से उसके रंग के बिना आंखों तक नहीं पहुँचता है, और न ही इसके रंग का रूप रंगीन वस्तु से बिना प्रकाश के आंखों तक जाता है। इसी प्रकार न तो प्रकाश का रूप और न ही रंगीन वस्तु में सम्मिलित होने वाले रंग साथ मिश्रित होने के अतिरिक्त इसे प्रभावित कर सकता है और इस प्रकार इसके अंतिम भाव को प्रकट कर सकता है, इस प्रकार इस प्रकार के प्रभाव को हम आपस में मिला हुआ समझ लेते हैं। इसके कारण हमें यह संवेदनशील दिखाई देता है और इसका कारण यह है कि इस प्रकार की दृश्य वस्तुओं से गुजरने वाला प्रकाश अपने आप से ही प्रकाशित होता है और वस्तु में दिखाई देने वाला प्रकाश रंग के अतिरिक्त अन्य है और यह मुख्यतः दो गुणों को प्रकट करता हैं।" मोंज (1789), यंग (1807), वॉन हेल्महोल्ट्ज़ (1867), हेरिंग (1920), और वॉन क्रिस (1902, 1905), साथ ही इसके 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, महत्वपूर्ण संस्करणों के लिए इसके साथ अपना अस्तित्व संयोजित कर चुके 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 था। इसके पश्चात इस प्रकार के नए रंगों से उत्पन्न होने वाले स्थिरता प्रारुप को कॉर्टिकल तंत्र पर शारीरिक अनुशंसा और प्राकृतिक दृश्यों के फोटोग्राफिक वर्णमिति माप सभी सामने आ गए हैं।

रंग दृष्टि
रंग दृष्टि मुख्य रूप से वस्तुनिष्ठ रंगों को हम कैसे देखते हैं यह ज्ञात करने में हमारी सहायता करते 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। इस प्रकार मनुष्यों में दो प्रकार के फोटोरिसेप्टर, शंकु कोशिकाओं और रॉड कोशिकाओं का उपयोग करके आंखों से प्रकाश का पता लगाया जाता है, जो इस प्रकार दृश्य प्रांतस्था को संकेत भेजते हैं, जो इसके अतिरिक्त उन रंगों को व्यक्तिपरक धारणा में संसाधित करते हैं। इस प्रकार रंग स्थिरता ऐसी प्रक्रिया है, जो मस्तिष्क को किसी परिचित वस्तु को सुसंगत रंग के रूप में पहचानने की अनुमति देती है, भले ही किसी निश्चित समय पर इससे परावर्तित प्रकाश की मात्रा या तरंग दैर्ध्य के बारे में नहीं सोचा जाता हैं।

वस्तु प्रकाश
रंग स्थिरता की घटना तब होती है जब प्रकाश का स्रोत प्रत्यक्ष रूप से ज्ञात नहीं होता है। यही कारण है कि बादल छाए रहने वाले दिनों की तुलना में सूर्य और आकाश वाले दिनों में रंग स्थिरता अधिक प्रभाव डालती है। यहां तक ​​कि जब सूर्य दिखाई दे रहा हो, इस प्रकार रंग स्थिरता रंग दृष्टि को प्रभावित कर सकती है। रंग स्थिरता यह प्रकाश के सभी संभावित स्रोतों की अज्ञानता के कारण है। चूंकि वस्तु आंख में प्रकाश के कई स्रोतों को प्रतिबिंबित कर सकती है, रंग की स्थिरता के कारण वस्तुगत पहचान स्थिर रहती है। इस प्रकार डीएच फोस्टर (2011) कहते हैं कि प्राकृतिक वातावरण में, स्रोत को अच्छी तरह से परिभाषित नहीं किया जा सकता है कि किसी दृश्य में किसी विशेष बिंदु पर प्रकाश सामान्यतः प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष प्रकाश का जटिल मिश्रण होता है जो घटना कोणों की श्रृंखला पर वितरित होता है। इसके अतिरिक्त स्थानीय रोधक और पारस्परिक प्रतिबिंब द्वारा संशोधित करने में उपयोगी हैं, जो सभी समय और स्थिति के साथ भिन्न हो सकते हैं। इस कारण प्राकृतिक वातावरण में संभावित प्रकाश का व्यापक स्पेक्ट्रम और रंग देखने के लिए मानव आंखों की सीमित क्षमता का अर्थ है कि रंग स्थिरता दैनिक धारणा में कार्यात्मक भूमिका निभाती है। इस प्रकार किसी रंग स्थिरता मनुष्य को दुनिया के साथ सुसंगत या वास्तविक विधि से बातचीत करने की अनुमति देती है, और इस कारण 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 सम्मिलित 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 विरोधक दोनों की गणना करते हैं। डबल-प्रतिद्वंद्वी कोशिकाओं का वर्णन सबसे पहले निगेल डॉव ने ज़र्द मछली रेटिना में किया था। इस प्रकार प्राइमेट विज़ुअल सिस्टम में इन कोशिकाओं के अस्तित्व के बारे में अत्यधिक विवाद हुआ था, उनके अस्तित्व को अंततः रिवर्स-सहसंबंध ग्रहणशील लैंड मानचित्रण और विशेष उत्तेजनाओं का उपयोग करके सिद्ध किया गया था जो इस समय में मुख्य रूप से एकल शंकु वर्गों को सक्रिय करते हैं, इस प्रकार से तथाकथित इस प्रकार शंकु-पृथक करने में सहायक हैं।  मानव मस्तिष्क इमेजिंग प्रमाण दृढ़ता से सुझाव देते हैं, इस प्रकार रंगीन स्थिरता उत्पन्न करने के लिए महत्वपूर्ण कॉर्टिकल लोकस कॉर्टिकल लैंड V4 में स्थित है, इस कारण होने वाली क्षति को सेरेब्रल अक्रोमैटोप्सिया के सिंड्रोम की ओर जाता है।

रंग स्थिरता केवल तभी कार्य करती है, जब घटना की प्रकाश में तरंग दैर्ध्य की सीमा होती है। किसी मानव आंख की विभिन्न शंकु कोशिकाएं मुख्यतः इस दृश्य में प्रत्येक वस्तु द्वारा परावर्तित प्रकाश की तरंग दैर्ध्य की अलग-अलग अपितु अतिव्यापी रेंज को इंगित करने में सहायक होती हैं। इस जानकारी से प्राप्त होने वाली दृश्य प्रणालियों को प्रबुद्ध प्रकाश की अनुमानित संरचना द्वारा निर्धारित करने का प्रयास करती है। इस प्रकाश को तब अलग कर दिया जाता है, जब वस्तु का असली रंग या परावर्तन प्राप्त करने के लिए उपयुक्त वस्तु द्वारा प्रतिबिंबिंत प्रकाश की तरंग दैर्ध्य का प्रयोग किया जाता हैं। यह प्रतिबिंब तब मुख्य रूप से कथित रंगों को निर्धारित करता है।

तंत्रिका तंत्र
रंग स्थिरता के लिए दो संभावित तंत्र हैं। यह ऐसा तंत्र हैं जो अचेतन अनुमान को प्रकट करता है। इस प्रकार से दिखाई देने वाले इन दृश्यों की घटनाओं को संवेदन अनुकूलन के कारण माना जाता है। इस शोध से पता चलता है कि रंग की स्थिरता रेटिना की कोशिकाओं के साथ-साथ दृष्टि से संबंधित कॉर्टिकल लैंडों में संबंधित परिवर्तन है।  इस घटना को सबसे अधिक संभावना दृश्य प्रणाली के विभिन्न स्तरों में परिवर्तन के लिए उत्तरदायी 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। चूंकि, यह अनुकूलन पूर्ण नहीं है। इस कारण मस्तिष्क के भीतर होने वाली प्रक्रियाओं द्वारा क्रोमैटिक अनुकूलन को भी नियंत्रित किया जाता है। इसके उदाहरण से यदि इस प्रक्रिया को समझे तो बंदरों के ऊपर किए गए शोध से पता चलता है कि रंगीन संवेदनशीलता में परिवर्तन परवोसेलुलर सेल पार्श्व जीनिकुलेट नाभिक न्यूरॉन्स में गतिविधि से संबंधित है। इस प्रकार रंग स्थिरता दोनों को अलग-अलग रेटिनल कोशिकाओं में स्थानीय परिवर्तनों या मस्तिष्क के भीतर उच्च स्तर की तंत्रिका प्रक्रियाओं के लिए उत्तरदायी ठहराया जाता है।

मेटामेरिज़्म
मेटामेरिज़्म मुख्य रूप से दो अलग-अलग दृश्यों के भीतर रंगों की विभिन्न धारणाओं, रंग स्थिरता के संबंध में अनुसंधान को सूचित करने में सहायता प्रदान करता है। इस प्रकार के अनुसंधानों से यह पता चलता है कि जब प्रतिस्पर्धी रंगीन उत्तेजनाओं को प्रस्तुत करता है, तो दृश्य प्रणाली में स्थानिक तुलना को शीघ्रता से संपूर्ण करता हैं। उदाहरण के लिए, जब विषयों को डाइकोप्टिक प्रस्तुति फैशन में उत्तेजनाओं को प्रस्तुत किया जाता है, तो रंगों की सरणी और शून्य रंग, जैसे कि ग्रे और इस सारणी के विशिष्ट रंग पर ध्यान केंद्रित करने के लिए कहा जाता है, इस प्रकार के शून्य रंग अलग दिखाई देता है जब दूरबीन फैशन में माना जाता है। इसका अर्थ 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 आवश्यक होता हैं।  यदि दृश्य प्रणाली में स्थानिक तुलना के बाद होती है, जैसे कॉर्टिकल लैंड V4 में, मस्तिष्क रंग और शून्य रंग दोनों को देखने में सक्षम होगा जैसे कि वे 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) प्रतिबिंबयों को देखने की क्षमता है। इस प्रभाव की खोज एडविन एच. लैंड ने की थी, जो जेम्स क्लर्क मैक्सवेल के प्रारंभिक प्रयोगों को पूर्णतयः रंगीन प्रतिबिंबो में पुनः उत्पन्न करने का प्रयास कर रहे थे। इस प्रकार इस लैंड में यह कहा जा सकता हैं कि जब किसी प्रतिबिंब में हरे या नीले तरंग दैर्ध्य सम्मिलित नहीं थे, तब भी इस दृश्य प्रणाली लाल प्रकाश को छूट देकर उन्हें हरे या नीले रंग के रूप में दिखाई देती हैं। इस प्रकार के लैंड ने अमेरिकी वैज्ञानिक ने 1959 के लेख में इस आशय का वर्णन किया है। इस प्रकार 1977 में, लैंड ने और वैज्ञानिक अमेरिकी लेख लिखा जिसने भूमि प्रभाव की व्याख्या करने के लिए अपने रेटिनेक्स सिद्धांत को तैयार किया गया हैं। इस प्रकार रेटिनेक्स शब्द रेटिना और सेरेब्रल कॉर्टेक्स का मिश्रण शब्द है, जो यह सुझाव देता है कि आंख और मस्तिष्क दोनों प्रसंस्करण में सम्मिलित हैं। इस प्रकार लैंड, जॉन मैककैन के साथ, मानव शरीर विज्ञान में होने वाली रेटिनेक्स प्रक्रियाओं की नकल करने के लिए इसे डिज़ाइन किया गया था, इस प्रकार कंप्यूटर प्रोग्राम भी विकसित किया था। इसके प्रभाव को प्रयोगात्मक रूप से निम्नानुसार प्रदर्शित किया जा सकता है। मोंड्रियन नामक प्रदर्शन के लिए पीट मोंड्रियन के पश्चात जिसकी पेंटिंग समान हैं, जिसमें कई रंगीन पैच सम्मिलित हैं, व्यक्ति को दिखाया गया है। इस प्रकार के प्रदर्शन तीन सफेद प्रकाश से प्रकाशित होते है, इस प्रकार लाल फिल्टर के माध्यम से प्रक्षेपित होता है, इसी क्रम में हरे रंग के फिल्टर के माध्यम से प्रक्षेपित होता है, और नीले रंग के फिल्टर के माध्यम से प्रक्षेपित होता है। इस प्रकार व्यक्ति को प्रकाश की तीव्रता को समायोजित करने के लिए कहा जाता है, जिससे कि प्रदर्शन में विशेष पैच सफेद रंग दिखाई देता हैं। इस प्रकार के उपयोगकर्ता तब इस सफेद दिखने वाले पैच से परावर्तित लाल, हरे और नीले प्रकाश की तीव्रता को मापता है। फिर प्रयोगकर्ता व्यक्ति को समीपस्थ पैच के रंग की पहचान करने के लिए उपयोग किया जाता है, जो उदाहरण के लिए हरा दिखाई देता है। इसके पश्चात प्रयोगकर्ता प्रकाश को समायोजित करता है जिससे कि हरे पैच से परावर्तित लाल, नीले और हरे रंग की प्रकाश 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 वांछनीय विशेषता है, और इस उद्देश्य के लिए कई एल्गोरिदम विकसित किए गए हैं। इनमें कई रेटिनेक्स एल्गोरिदम सम्मिलित हैं।   ये एल्गोरिदम प्रतिबिंब के प्रत्येक पिक्सेल के लाल/हरे/नीले मान को इनपुट के रूप में प्राप्त करते हैं, और प्रत्येक बिंदु के प्रतिबिंबों का अनुमान लगाने का प्रयास करते हैं। ऐसा ही एल्गोरिथम निम्नानुसार संचालित किया जा सकता है: इसके अधिकतम लाल मान को rmax द्वारा प्रकट किया जाता हैं और इस प्रकार के सभी पिक्सेल निर्धारित किए जाते हैं, और अधिकतम हरा मान gmax और अधिकतम नीला मान bmax द्वारा प्रकट किया जाता हैं। इस प्रकार हम मान सकते हैं कि दृश्य में ऐसी वस्तुएँ हैं जो सभी लाल प्रकाश को दर्शाती हैं, और इस प्रकार की अन्य वस्तुएँ जो सभी हरे रंग की प्रकाश को दर्शाती हैं और फिर भी अन्य जो सभी नीली प्रकाश को दर्शाती हैं, तब कोई यह अनुमान लगा सकता है कि इस प्रकार से प्रकाश स्रोत (rmax, gmax, bmax) द्वारा वर्णित है, मान (r, g, b) वाले प्रत्येक पिक्सेल (r/rmax, Y ymax, b/bmax) के लिए इसका प्रतिबिंब अनुमानित किया जाता हैं, इस प्रकार भूमि और मैककैन द्वारा प्रस्तावित मूल रेटिनेक्स एल्गोरिथम इस सिद्धांत के स्थानीय संस्करण का उपयोग करता है।  चूंकि रेटिनेक्स प्रारूप 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
 * मेमोरी रंग प्रभाव
 * प्रतिबिंब 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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