Ллойд Дж. Системы тепловидения (1978) (1095910), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Нередко приходится иметь дело с системой, в которой увеличение выбрано из соображений согласования с разрешающей способностью глаза без учета мельканий и в которых мелькания на краю поля зрения действуют раздражающе. Отсюда следует вывод, что для индикатора большого размера нужно обеспечивать высокую кадровую частоту либо оставлять экран индикатора малым при сравнительно низкой частоте мельканий. С восприятием мельканий связан стробоскопический эффект, олагодаря которому передаваемая чоследовательностью кадров движущаяся картина воспринимается как непрерывное движение, пока глаз не замечает мельканий.
а.7.2. Чересстрочная развертка На ранней стадии исследований в области телевидения Энгстрем [48) показал, что при данной кадровой частоте мелькания можно устранить с помощью так называемой двухходовой чересстрочной развертки. В этой схеме кадр делится на два последовательных изображения, называемых полями, каждое из которых передается с частотой, вдвое превышающей частоту кадров.
Первое поле содержит только четные (или нечетные) строки растра, а второе — остальные строки (фиг. 4.13). Если экран индикатора наблюдается с такого расстояния, что не происходит разрешения отдельных строк растра, глаз сливает оба изображения, создавая визуальное впечатление однородности картины по всей площади. Благодаря этому методу частота кадров удваивается и превышает Г„р. Однако в случае разрешении строк изображение будет мерцать, или сцинтиллировать. Это явление связано со сдвигом фаа в соседних строках на полупериод кадра ФИЗИОЛОГИЯ ЗРИТВЛЬНОГО ВОСПРИЯТИЯ Фиг. 4.13.
'!ересстрочнап раапертна. а — первое попе; б — второе поле; в — полина кадр. и называется междустрочпым мерцанием. Эигстрем показал экспериментально связь междустрочного мерцания с разрешением строк; с учетом этой связи решается компромиссная проблема обеспечения приемлемых характеристик мерцания и разрешения в системе. Энгстрем также указал, что моргание, быстрые движения глаз или головы могут стать причиной восприятия наблюдателем только одного поля. Это очень неприятный эффект, который усиливается с увеличением кратности чересстрочной развертки.
Субьективное впечатление таково, что картина расчленена па полосы. Если по каким-либо причинам, например из соображений сохранения ширины полосы нлн телевизионного стандарта, необходимо устранить мелькания протяженных участков, применяя чересстрочную развертку, а не увеличение частоты кадров, то нужно рассмотреть компромиссные решения. С одной стороны, можно выбрать такое увеличение изображения, чтобы полностью использовать раарешающую способность системы, допустив при этом междустрочпое мерцание. С другой стороны, можно уменыпить увеличение в такой мере, чтобы устранить междустрочное мерцание, пожертвовав при этом разрешением. Другой эффект был отмечен П1аде 161, который наблюдал, что четкий растр тонкой структуры существенно ухудшает видимость и шумов, и деталей картины.
Когда Шаде устранял растровую структуру путем расфокусировки или увеличения дистанции наблюдения, заметно повышался видимый уровеныпума, но прн этом существенно улучшалось и восприятие деталей изображения. Хороший обзор дефектов, вносимых растром в изображение при кадровой частоте 30 Гц и чересстрочной развертке с кратностью 2: 1, дан Брауном [49).
Он заметил, что если оптическим путем заэкранировать все строки, кроме одной, то эта неэкранированная строка представляется стабильной и немигающей, а если оставить неэкранированными две соседних строки, то наблюдается осцилляция строк. При рассматриваяии полной картины междустрочпое мерцание воспринимается только на малых участках ГЛАВА 4 (ЗК ъ Б (б с» 5 срнг, 4.14. Порог чеждустрочного иордании в вавнсниости от тина чересстрочной развертки и частоты кадров (50). 1 — кратность развертки 2: 1; 3 — кратность развертки 3: 1; 3 — кратность развертки 4: 1 (чередование строк 1 — 2 — 3 — 4); З вЂ” кратность развертки 4: 1 (чередование строк 1 — 3 — 2 — 4>. 241 3(1 4д Чара(аа(а аа42раФ Г, /а равномерной яркости, и мелькания особенно ааметны на границах этих участков.
Браун описал также явление сползания строк при чересстрочном разложении, когда создается впечатление, что строки сполаают вверх или вниз, причем кажущееся направление сползания зависит от индивидуальных особенностей глаза, в частности от направления, в котором глаз преимущественно осуществляет отслеживание картины. Сползание строк наблюдается в условиях восприятия междустрочного мерцания и становится более заметным при увеличении яркости картины и углового расстояния между строками. Другие исследователи установили, что сползание строк проявляется сильнее и становится особенно неприятным при повышении кратности чересстрочной развертки.
Браун исследовал также субъективное влияние сужения видео- полосы в телевизионной системе при введении чересстрочной развертки (кратность 2: 1) и сохранении постоянной кадровой частоты. Он сравнивал картину, полученную с обычной рааверткой при числе строк на высоту кадра от 189 до 135, изменяя число строк ступенями в 2Чв раза, с картиной, сформированной в кадре с числом строк 225 и чересстрочной разверткой, чтобы исследовать влияние освещенности. Браун сравнивал также изображение В кадре с числом строк от 225 до 135, изменяя число строк ступенями в 21,(4 раза при обычной развертке с изображением, полученным с чересстрочной разверткой при числе строк 225, чтобы исследовать влияние шумов и связанных с их восприятием параметров.
Наиболее интересный вывод Брауна заключается в том, что субъективно междустрочное мерцание воспринимается наблюдателем как шум. В этом легко убедиться, наблюдая изображение ФИЗИОЛОГИЯ ЗРИТЕЛЬНОГО ВОСПРИЯТИЯ с высоким отношением сигнала к шуму при высокой яркости (150 — 300 кд(мз) на экране телевизора с близкого расстояния и обращая внимание на видимое наличие шумов по вертикали. Часто по экономическим соображениям выгодно использовать чересстрочную развертку с кратностью более 2: 1, однако эффекты ухудшения изображения в этом случае недостаточно хорошо известны. Ипдерхиз (50) исследовал пороги мерцания, используя осциллограф с экраном из люминофора типа Р1 и формируя 12-строчный прямоугольный растр с чересстрочной разверткой с кратностью 2: 1, 3: 1 и 4: 1 (с чередованием полей 1 — 2 — 3 — 4 и 1 — 3 — 2 — 4).
Он использовал кадровые частоты 20, 25, 30 и 40 Гц и определял порог междустрочного мерцания в зависимости от яркости акрана и типа развертки (фиг. 4.14). Индерхиз также наблюдал аффект сползания строк в том случае, когда междустрочное чередование идет в одном направлении. Глаз при этом имеет тенденцию воспринимать каждую строку отдельно, в результате чего возникает кажущееся движение всего растра в вертикальном направлении. 4.7.8. Мелькания края При использовании систем тепловидения многие набл1одали еще один кадровый эффект, проявляющийся в мелькании края линии сканирования при сканировании в двух направлениях с малым мертвым временем сканирования.
Точки близ каждого края растра освещаются дважды в течение короткого промежутка времени при прямом и обратном ходе линии сканирования, и, если интервал времени между атими двумя засветками мал, мозг может воспринять их как одну засветку. Рассмотрим простой случай линейной развертки в двух направлениях с мертвым временем сканирования б секунд/кадр. временем кадра Тг и шириной индикатора И'.
Предположим, что мертвое время поровну поделено между правым и левым краями, н рассмотрим изменение во времени яркости произвольной точки 5 экрана индикатора (фиг. 4.15), где точки 1 и 2 определяют границы индикатора, но не концы линии сканирования. На фиг. 4.16 показано положение атих точек в моменты времени, когда точки 1, 2 и $ освещены. При высокой скважности и малом мертвом времени точка 2 будет освещена дважды в течение короткого промежутка времени, и глаз может воспринять зти две вспышки как одно событие.
Такой же эффект наблюдается в точке 4 на другом краю индикатора и может также наблюдаться в произвольной точке $, если она окажется достаточно близко к краю индикатора. Если две последовательные засветки в точке $ воспринимаются слитно, то легко убедиться, что кажущаяся частота кадров Г' ГЛАВА а Налила//ление Фиг. 4.15. К рассмотрению мелькании края. будет ниже фактической частоты Р. Кажущаяся частота кадров Р' в точке $ определяется выражением 7 (И~ — ь) 7 (й' — 5) 4.13 2(и/в) и (4.1 ) Частота кадров снижается не в каждой точке $, а только в точках, близких к краю. Например, для $ = И'/2 (т. е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
