主题：【第九届原创】颜色测量的数字化探寻

颜色测量的数字化探寻

颜色测量的数字化也就是用计算机识别颜色，现实中我们对颜色的表述是：“目视感受+思维判断+语言描述”这样受到很多外部环境和人本身等因素的影响很大，使我们用颜色做定量分析时误差很大，有时更本就没有可比性，需要一种方法和理论来规范我们对颜色的认识和理解，用一种仪器来统一数据便于现代化的管理与交易。此方法和仪器应属物性测量的一种基础检测。
历史背景：
人类对颜色的认识是循序渐进的过程，是随着科学技术的发展不断认识提高，映入眼帘的颜色大部分是人造的颜色，因有了对颜色的管理技术我们的生活才出现了五彩缤纷的视觉感观，对颜色的检测技术也在不断地提高。
1666年牛顿在剑桥大学的实验室，把太阳光从小狭缝引进暗室，通过三棱镜后，在屏幕上显示出一条美丽的彩带，红、橙、黄、绿、青、蓝、紫色光，这种现象称做光的分解。随之在英国有很多科技人员进行了大量的科学实验和研究。1870年成立的英国百灵达公司（发明水中余氯的检测方法和仪器，水的浊度检测仪）；1885年成立的罗维朋公司对液体颜色检测有大量的贡献。1915年成立总部位于美国密歇根州大激流市的爱色丽公司等等都对颜色的检测做出了标准的贡献。上世纪七十年代胶片相机大量普及，色彩管理分为两大类，第一为美国柯达的色彩管理系统，我国大部分行业以柯达标准为基础（暖色调），第二为日本富士和索尼公司的色彩管理（冷色调），发展中的以色列产品是以富士和索尼公司的色彩管理为基础。
2000年前后电子计算机的色彩管理系统快速发展，1997年以美国微软、惠普、日本爱普生公司等电子行业的巨头制定了计算机的颜色标准SRGB色彩空间（Standard Red Green Blue）。这一标准应用非常广泛，其他许许多多的硬件及软件开发商也都采用了SRGB色彩空间做为其产品的色彩空间标准，逐步成为许多扫描仪、打印机、照相机、显示器、摄像头和软件的色彩空间标准。
1998年美国Adobe公司推出Ps色彩空间标准，它拥有宽广的色彩空间和良好的色彩层次表现，它包含了SRGB色彩空间所没有完全覆盖的CMYK色彩空间，可以理解为大RGB色彩空间
Windows系统色彩空间系统在win7以后有了很大提高和苹果的MAC OSX色彩空间不相上下。
颜色模式：
现行中颜色的管理模式分类
1.  R G B模式；
2.  H S B模式；
3.  Web模式；
4.  CMYK模式；
5.  L a b模式；
6.  灰度模式；
CCD扫描成像数字化分析：
我们根据现有的技术和方法，进行了大量的筛选和改进，最终选择了扫描成像+软件分析这种方法来进行仪器的深层次的开发，结果输出为R G B模式的红绿蓝平均反射光密度值来表示物品的颜色数值。
软件部分：
美国  Image Pro Plus软件

Image-Pro Plus功能强大的2D和3D图像采集、处理、增强和 分析软件，具有异常丰富的测量和定制功能。 Image-Pro Plus 是顶级的图像分析软件包， 它适合于荧光成 像、质量控制、材料成像及其它的多项科研、医学与工业应用。                       Image-Pro Plus 是Image-Pro 软件系列中功能最强大的成员之 一，它包含了异常丰富的增强和测量工具，并允许用户自行编写 针对特定应用的宏和插件。                           主要优势：                       1，采用业经证明的解决方案——历经20余年的开发、改进以及用户 反馈，Image-Pro Plus提供了全套的实用程序，  如采集、交流、处 理、测量、分析、存档、汇报以及打印等。   2，把时间花在实处—— Image-Pro Plus用户友好的使用环境使得您 不会将过多的时间浪费在学习使用软件上，而将更多的时间放在对图 像的分析和了解上。   3，自动化研究—— 可使用Image-Pro Plus 的Auto-Pro 编程语 言，将冗长的操作浓缩至一个单一按键或一次鼠标点击上。   4，添加多维成像—— 可用下述集成式插件模块来进一步扩展Image -Pro Plus 的功能：Scope-Pro 的自动显微镜控制、AFA 的高级荧光 采集、SharpStack的 图像反卷积以及3DConstructor的三维重建和 测量。   IPP软件功能及相关参数：   1、采集图象：支持多种专业CCD和模拟摄相头，支持twain接口。   2、图象增强、处理；自动、手动图象拼接；扩展视野景深；自动、手 动图象位置校对，多维图象管理；彩色通道管理：多通道荧光的色彩 叠加，适合于多重荧光标记观察、FISH荧光观察等；自动化报告生成 器。   3、测量功能：随意对图象切割、测量、计数、分类；HE等染色方法的 阳性灰度、阳性比例计算；简单电泳条带分析；荧光强度分析等。可以 选择面积、周长、角度等50多种测量方式。   4、分析功能：荧光共位性分析；空间和灰度校对；数据分析：将测量 结果以统计值、单个测量值、三维浓度图和线形等方式输出，并可以 将测量 结果输出到EXCEL中处理。   5、自动、手动动态追踪：动态跟踪单个或多个物体运动轨迹。测量该 物体的运动距离、速度、加速度、角度及显示所有状态下的测量结果。 适合精子活力、各种粒子、浮游生物运动状态及细胞生长等动态指标 测量。   6、可与其他插件连接，进行功能的拓展，如三、四维重建功能；电 动显微镜控制；多时间、多标荧光、Z系列及多位置图象的自动采集 和处理；二、三维反卷积运算。     图像输入     支持的图象文件格式有：TIFF、GIF、PCX、BMP/DIB、EPS、WMF 、TGA、WPG和部分非标准格式。     支持下列流行图象板：BITFLOW、CORECO、DIPEX、DOME、EPIX 、FLASHPOINT等，与扫描仪兼容。   图象显示模式：8、10、12、16、24、32BIT和真彩色下的：RGB 、HIS、HSL。     面积百分比、颗粒计数、各种形态参数测量、位置参数测量、灰 度光密度测量、数学形态学分析、图象的校准与校正、彩色图象的分割 与分析、图象编辑等功能。       MediaCybernetics 提供的350多个图象处理、分析测量、文件 操作和外部设备控制函数，为用户编制自己的应用软件提供了方便。   图像处理与增强功能       软件控制调节图象的对比度、图象噪声抑制、各种滤波算法和 数学形态学算法对图象进行非常有效的处理，并提供快速FFT处理、图 象的旋转、图象的放大、图象标注和打印。   特征范围的选取       对图象特征的选取有矩形框、圆形框和自画任意框等工具，由 鼠标方便地控制。 边缘检测       系统提供三种自动边缘和特征检测工具，用户可方便地检测出 面积特征和点特征。   图像定标和校正及图像合成       可定标图象到任何测量单位，提供图象阴影的校正功能。   图像缝合和拼接 使用图像缝合和拼接功能，可将多张分次获取的相邻图像完美 无缺的 拼成一幅大图像。   景深扩展 从部分聚焦的系列图像合成全聚焦的单幅图像 。   结果输出和打印       测量结果数据可转换成ASCII文件，并可直接进入MS EXCEL 和MS WORD进行统计分析、打印。   美国  ImageJ软件

ImageJ是一个基于java的公共的图像处理软件，它是由National Institutes of Health开发的。可运行于Microsoft Windows，Mac OS，Mac OS X，Linux，和Sharp Zaurus PDA等多种平台。其基于java的特点，使得它编写的程序能以applet等方式分发。
ImageJ能够显示，编辑，分析，处理，保存，打印8位，16位，32位的图片，支持TIFF, PNG, GIF, JPEG, BMP, DICOM, FITS等多种格式。ImageJ支持图像栈功能，即在一个窗口里以多线程的形式层叠多个图像， 并行处理。只要内存允许，ImageJ能打开任意多的图像进行处理。除了基本的图像操作，比如缩放，旋转，扭曲，平滑处理外，ImageJ还能进行图片的区域和像素统计，间距，角度计算，能创建柱状图和剖面图，进行傅里叶变换。
ImageJ是一个开放结构的软件，支持用户自定义插件和宏。
ImageJ自带编辑器，并且导入了java的编译器，实现了简单的IDE功能，用户可直接基于ImageJ进行图像处理。
ImageJ通过Java插件被设计为开放体系结构的，可以获取定制的分析、处理插件，这些插件都能够使用ImageJ内置的编辑器和编译器。用户自定义插件可以解决几乎所有图像处理和分析方面的问题。
ImageJ的源代码免费提供。

硬件部分：
一．    按成像元件分为两种  CCD和COMS。
二．    按成像的物理性质分为1：面阵相机 2：线阵相机
3：线阵相机
三．    光源及光路的设计
          这部分是最有创新的领域，可根据不同的行业的要求和物质的特性设计制造不同的光源颜色、光路、物品的反光条件及光谱的范围等等均可申请实用新型和外观专利技术。
四．  产品系列化制造及标准生产。
        产品系列分为：
1.目视识别（人工）；
2.计算机识别（入门级、中端、高端）。
按物性分为：可分为比色、比浊。
生产制造的关键是每一步的质量标准及整机的测试的标准化管理，设计成基础型+定制化设计，要树立起定制化服务的思想，从开始就把定制化服务作为未来发展的战略路线。
总结：
整体产品链中重点核心
在现代工厂中不是有多大多强，也不是有多少销售人员。而是建立一支为客户服务的专业团队，在专家、老师、科研人员和第一线的用户之间建立起一座服务的桥梁，缩短实验室和工厂之间的距离。
我公司的实力不是很强大，但我们是第一个向这个未知领域发起冲锋的国产仪器。
扬子华纳
2016-8-29
因水平有限，请各位老师指正。如大家喜欢，随后可继续发帖，商务计划及单项实验过程。
参考资料：陈海波老师的手把手教你使用Image-ProPlus和生物图像分析
方法；Image-Pro Plus说明书；大量颜色和浊度的标准资料等等。