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Comment reproduire dans vos images de microscope les couleurs telles qu’elles sont perçues par l’œil humain?

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Longueur d’onde de couleur et l’œil humain

De nombreux chercheurs et biologistes de laboratoire d’analyse ont besoin d’images microscopiques reproduisant la couleur exacte qu’ils voient à travers leurs oculaires. Par exemple, les anatomopathologistes utilisent des couleurs pour identifier les tissus, tandis que les cytologues identifient le type de cellule en fonction de la différence de couleur obtenue avec une coloration de Papanicolaou.

Alors, comment vous y prendre pour reproduire dans vos images de microscope les couleurs telles qu’elles sont perçues par l’œil humain? Vous devez d’abord considérer comment vos propres yeux perçoivent les couleurs par rapport aux caméras et aux moniteurs pour microscopes.

L’article de blogue d’aujourd’hui explorera le fonctionnement de la perception humaine des couleurs et révélera comment la technologie des caméras d’Olympus peut la reproduire pour la microscopie.

Histoire des yeux humains : pourquoi ne pouvons-nous pas voir les couleurs la nuit?

Les cellules en bâtonnet et en cône de l’œil humain

Un œil humain possède deux types différents de cellules : les bâtonnets et les cônes.

Les bâtonnets sont plus sensibles que les cônes, ce qui nous permet de détecter une faible lumière et de voir la nuit. Les humains ont environ 20 fois plus bâtonnets que de cônes, peut-être parce que nos ancêtres ont passé du temps éveillé dans le noir. Mais comme ces cellules ne peuvent pas distinguer les couleurs, nos yeux ont du mal à détecter les couleurs la nuit.

Les cônes, quant à eux, ne peuvent pas détecter la lumière faible, mais peuvent identifier les couleurs. Pour ce faire, trois types de cônes sont utilisés :

  • les cônes L pour la détection des ondes lumineuses de grande longueur,
  • les cônes M pour la détection des ondes lumineuses de moyenne longueur,
  • les cônes S pour la détection des ondes lumineuses de longueur courte.

Évolution de la vue

Nos ancêtres avaient à l’origine quatre types de cônes permettant de distinguer la lumière ultraviolette (UV), la lumière bleue, la lumière verte et la lumière rouge. De nos jours, les poissons et les oiseaux peuvent encore voir avec cette large gamme de longueurs d’onde. Après que nos ancêtres ont eu perdu les cônes pour les UV et la lumière verte, une mutation du cône L a donné naissance au cône M qui permet la détection de la lumière verte.

La meilleure résolution des couleurs de nos ancêtres aurait pu les aider à se procurer de la nourriture à la lumière du jour. Notre histoire évolutive a conduit à notre réponse spectrale actuelle illustrée dans le tableau ci-dessous. Comme vous pouvez le constater, les cônes M et les cônes L sont proches, car le cône M a évolué à partir du cône L.

Sensibilité spectrale de l’œil humain

Fig. 1 Sensibilité spectrale de l’œil humain (la sensibilité a été normalisée pour chaque pic)

Imitation de la vue humaine avec une caméra de microscope

Les capteurs de caméra quant à eux, tels que les dispositifs à transfert de charge (CCD) ou les capteurs à semi-conducteur à oxyde de métal complémentaire (CMOS) avec un filtre Bayer, présentent une sensibilité spectrale différente, comme indiqué dans le tableau ci-dessous. De plus, comme le spectre lumineux d’un moniteur d’ordinateur est basé sur un signal RVB, il ne peut pas produire le même spectre que l’échantillon physique. Les caméras Olympus utilisent un traitement spécial pour reproduire sur votre écran d’ordinateur la couleur que vous voyez à travers votre œil.

Sensibilité spectrale d’un capteur de caméra

Fig. 2 Sensibilité spectrale d’un capteur de caméra

Comment les caméras de microscope assurent-elles une reproduction fidèle des couleurs?

La plupart des capteurs de caméra ont une sensibilité supérieure à 700 nm, ce qui donne aux images un aspect rougeâtre à cause de la lumière IR. Comme les yeux humains ne peuvent pas voir la lumière IR proche ou IR, nos caméras couleur utilisent un filtre anti-infrarouge (IR). Nous appliquons ensuite une technique de traitement d’image dédiée à la microscopie pour convertir les signaux du capteur en données d’image qui peuvent être affichées sur un moniteur pour imiter la réponse de vos cônes (fig. 3).

Cela est plus facile à dire qu’à faire, car il faut comprendre le spectre d’éclairage du microscope ainsi que la nature du spectre de l’échantillon, des colorants, des couleurs, de la caméra et du moniteur de l’ordinateur. Mais grâce à nos données de microscope et à notre connaissance des échantillons couramment utilisés en biologie, nous avons pu développer des techniques de reproduction des couleurs de microscopie pour nos caméras de microscope.

Cette technologie nous permet d’offrir une large gamme de caméras de microscope avec une excellente reproduction des couleurs. Utilisez notre sélecteur de caméra pour trouver la meilleure caméra pour votre application.

Technique de reproduction des couleurs d’Olympus pour imiter la réponse de l’œil humain

Fig. 3 Technique de reproduction des couleurs d’Olympus pour imiter la réponse de l’œil humain


 

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Responsable senior des nouveaux produits et des nouvelles stratégies et chef de produit

Takeo Ogama est un responsable senior des nouveaux produits et des nouvelles stratégies et un chef produit spécialisé dans les caméras pour microscope chez Olympus Corporation of the Americas. Il a acquis huit années d’expérience en travaillant au sein d’un département de recherche et de développement pour divers produits, y compris des caméras, et huit années d’expérience dans le développement, le marketing et la gestion de nouveaux produits. Il est titulaire d’une maîtrise en physique des neutrinos de l’université d’Osaka au Japon.

oct. 01 2019
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