Ллойд Дж. Системы тепловидения (1978) (1095910), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Болдуин провел субъективные измерения восприятия различных по спектру телевизионных шумов, а Мерц по результатам этих измерений определил весовую функцию глаза применительно к восприятию шумов, т. е. чувствительность к пространственно-частотным составляющим случайного шума. Болдуин наблюдал своеобразный эффект независимости восприятия белого шума с резкой отсечкой граничной частоты 1с от величины 1с. По-видимому, ато объясняется тем, что невосприимчивость «26 ГЛАВА « высокочастотных шумов компенсирует увеличение амплитуды шумов, вызванное расширением полосы. Кольтман и Андерсон )32) проверили эти наблюдения, измеряя условия обнаружения телевизионных тест-объектов при наличии шумов.
Полученные результаты они подытожили следующим образом: маскирующее действие белого шума зависит только от мощности шума на единицу полосы и не зависит от верхней предельной частоты спектра шума при условии, что эта частота превьппает граничную частоту, определяемую свойствами глаза. Последняя равна 0,3 прад '.
Барстоу и Кристофер )33, 34) исследовали видимость шумов, используя телевизионный экран размером 150 Р' ,200 мм, рассматриваемый с расстояния 0,6 и; при наличии шумов наблюдались объекты яркостью 1 — 2 кд/и' на фоне 10 ' кд/м'. Они обнаружили, что мощность шума, сосредоточенная в узком спектральном диапазоне, оказывает более неприятное воздействие, чем та же мощность, распределенная в более широкой полосе с той же центральной частотой. Шум в узком спектральном диапазоне на низкой частоте также более неприятен, чем шум той же мощности в высокочастотной области. Барстоу и Кристофер дали яркое описание видимой картины шумов различного типа. На очень низких частотах шумы проявлнются в виде раздражающих черточек и полосок.
При увеличении частоты шума картина похожа на мелкозернистый фотографический шум, но «зерна» случайным образом перемещаются в пространстве, причем видимый размер зерен уменьшается с ростом частоты. 1Пум в узкой полосе напоминает «елочку». Сравнивая влияние шумов в различных узких полосах, они получили кривую чувствительности глаза к телевизионным шумам (фиг. 4.9).
Эти исследования проводились в 1962 г. при соответствующем уровне телевизионной техники. Брейнард и др. )35) провели аналогичные эксперименты для изображения в 225 строк с частотой 30 кадр/с. Брейнард )36) провел также измерения весовой функции шумов, используя телевизионное изображение со 160 строками в кадре и кадровой частотой 60 Гц для квадратного кадра размером 110 х х 110 мм, наблюдаемого с расстояния 0,8 и. Он обнаружил некоторые дополнительные тонкости по сравнению с результатами, полученными в работах )30, 33 — 35).
Брейнард установил, что глаз более чувствителен к шумам в узких полосах, центрированных на частотах, кратных строчной частоте, чем к шумам между этими частотами. Этот эффект наблюдается только в сканирующих системах телевизионного типа. Возможное использование этого факта применительно к системам г'1 1П заключается в следующем: шум на кратных строчной частоте частотах проявляется как изменение уровня яркости от строки к строке; в пределах одной строки этот уровень приблизительно постоянен. Тот же эффект будет наблюдаться, если от строки к строке меняется уровень по постоян- Ф1!ЗИОЛОГИЯ ЗРИТГЛЬИОГО ВОСПРИЯТИЯ 127 1,0 о,в 4 ц дв , "о,с $ о,г $ ф о гО СО ОО ВО 1ОП Угв МО МО Оастпаша шума О псраада» аа ширанр справны сдпг.
4.П. Кривая восприятия шумов по данным Бврстоу и Кристофера (34). ному току или усиление по переменному току, что характерно для систем, в которых каждая строка формируется отдельным приемником излучения. Нежелательность наличия таких шумов при переходе от строки к строке очевидна из данных Брейнарда, обнаруживающих повьппенную чувствительность глаза к такого рода шумам. Одно из наиболее интересных и всесторонних исследований влияния шумов было проведено Хуангом (37).
Хуанг рассматривал три неподвижные черно-белые картины (лицо, человека в рост, группу людей), к которым он добавлял характеризуемые гауссовым распределением резко ограниченные со стороны высоких частот аддитивные шумы. независимые в горизонтальном и вертикальном направлениях. Регулируя полосу независимо в каждом направлении, оп мог получать кривые «равного качества», соответствующие различным комбинациям величин вертикальных и горизонтальных тиумов, при которых наблюдалось одинаковое ухудшение изображения. Используя фотографии размером 90 х 90 мм с отношениями сигнала к шуму 26, 22 и 18 дБ (что соответствует линейным отношениям 19,95, 12,59 и 7,94) и с полосами шума в горизонтальном и вертикальном направлениях Л', и Лтя в диапазоне 0,076 — 1,908 мрад ', наблюдатели классифицировали изображения при освещенности 320 лк.
На фиг. 4.10 и 4.11 показана разница между кривыми равного качества для картин с умеренным (человек в рост) и большим (группа людей) числом деталей. По результатам обработки данных Хуанг установил, что весовая функция шума имеет такой же характер, как РСВ. На основании своих исследований Хуанг сделал следующие основные выводы: ГЛАВА 4 528 1,0 0 05 10 Рй 1,0 Ях ядад-' Фпг. 4.10, Кривые равного качества изображения на карте шумов для картины с умеренным числом деталей [человек в рост) [37[. 1,5 1,0 0 0,5 10 1,5 Ф.,ядад ' Фиг.
4.И. Кривые равного качества изображения ка карте шумов для карталы с болешим числом деталей (группа людей) [371. ФизиОлОГия згптельнОГО Восп1'иятия 120 1. Шум определеняой мощности в реако ограниченной полосе особенно неприятен, когда ширина полосы приблизительно равна 0,7 мрад ', раздражающее действие шума уменьшается при сужении или расширении полосы. Таким образом, при постоянной мощности шума равномерное расширение полосы в обоих направлениях приводит к увеличению раздражающего действия шума, которое достигает максимума при 0,7 мрад ', а ватем уменыпается.
2. Шум в виде горизонтальных штрихов менее неприятен, чем шум в виде вертикальных штрихов '). 3. Шумы, частотный состав которых похож на частотный состав сигнала, окавывают меньшее раздражающее действие, чем другие шумы. 4.6. Пространственные и временнйе интегрирующие свойства глаза Хорошо известно, что большой объект воспринимается при более низкой пороговой яркости, чем маленький, и что пороговая яркость простого тест-объекта в определенных пределах обратно пропорциональна корню квадратному из его площади.
Это явление можно представить как интегрирование яркостей сигнала и шума по площади тест-объекта; его нааывают пространственным интегрированием или пространственной суммацией. Используя простейшие прямоугольные и квадратные тест-объекты, Кольтман и Андерсон [32], Шаде [38], а также Розелл и Вильсон [39] показали, что для телевизионного изображения воспринимаемое отношение сигнала к шуму пропорционально корню квадратному из отношения площади объекта к площади корреляции шума в изображении. Под воспринимаемым отношением сигнала к шуму понимается следующее. Поскольку отношение сигнала к шуму в точке, т. е. для элемента, соответствующего площади корреляции, с ростом размера объекта существенно не меняется, из того факта, что главу легче различать протяженные сигналы, можно ваключить, что глаз воспринимает отношение сигнала к шуму, характерное для объекта в целом, а не для элемента.
В случае системы Г1 [В область корреляции шума можно обычно принимать равной размеру на экране. соответствующему угловому размеру приемника ивлучения. Пределы пространственной суммации были определены Багратием и др. [40]. Они использовали тест-объекты круглой, квадратной и комбинированной формы и установили, что суммация прекращается для площадей 11,6 мрад в диаметре и более. Весьма интересно, что их опыты с тест-объектами комбинированной фор- ') Растр в сущности является источником фиксированного полосчатого шума; возможно, поэтому в телевизионном вещании горизонтальному растру отдано предпочтение иерея вертикальныи.
ГЛАВА Ь мы уверенно подтверждают рассмотренную вьппе модель, объясняющую вид РСВ глава как результат параллельного действия реаонансных фильтров. Таким обрааом, суммация площадей действительно может рассматриваться как селективная пространственно-частотная фильтрация. Инерция зрения, или способность глаза сохранять иэображение в течение короткого промежутка времени, является общеизвестным фактом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
