Быков Р.Е. Телевидение (1988) (1142167), страница 3
Текст из файла (страница 3)
В качестве измеряемых параметров телевизионного изображения выбирают такие, которые формируют у наблюдателя субъективные оценки качества изображения. К таким параметрам обычно относят; формат изображения й=(/й, где ! †шири; й †высо изображения; размер, определяемый при заданном формате й высотой телевизионного изображения й или диагональю 0; яркость Е, оцениваемую обычно по максимальной яркости Ь хх отдельных участков изображения; контраст изображения К =Емхх/Емы или относительный контраст Ки= (ниах ~шм)/ххххх (Етхх и йш!х яркости самого свет лого и самого темного участков изображения); четкость, определяемая числом условных или реальных элементов разложения п=Ых, где Я вЂ” число строк разложения, либо и= =п„п„ в случае дискретного изображения не только в направлении у, но и в направлении х.
С особенностями формирования телевизионного изображения связано введение понятий поперечной и продольной четкости, определяемых числом элементов на высоту и ширину изображения соответственно. Реальная четкость определяется не только числом элементов разложения, но и другими факторами, и ее принято измерять максимальным числом черных н белых линий, воспроизводимых в изображении на отрезке й с заданным контрастом К (эта оценка относится как к поперечной, так н продольной четкости); отношение сигнал-шум ф=Е/Е,„, где Š— размах сигнала; Е„,— эффективное значение флуктуационной помехи; для оценки восприятия помех глазом необходимо знать также и распределение спектральной плотности мощности помех; отношением сигнал-шум в конечном счете определяется число градаций яркости, воспроизводимых в телевизионном изображении; характер воспроизведения градаций яркости внутри яркостного динамического диапазона; например, при линейном законе изменения градаций яркости по яркостному диапазону в исходном изображении в соответствующем телевизионном изображении характер воспроизведения градаций яркости может отличаться от линейного; цветовоспроизведение, характеризуемое степенью отличия цветов (цветности) в изображении от цвета (цветности) соответствующих участков исходного изображения; количественно выражается в колориметрических единицах; неравномерность воспроизведения по полю изображения, харак- !1 теризующая неодинаковость воспроизведения фрагментов изображения по полю телевизионного растра (неравномерность воспроизведения в телевизионном изображении уровней яркостей, соответствующих одинаковым яркостям в исходном изображении); геометрические искажения в телевизионном изображении, характеризующие точность воспроизведения координат отдельных элементов исходного изображения.
В ряде случаев применяют производные параметры, функционально связанные с указанными: резкость, ложные сигналы, в частности проявления искажений, возникающих вследствие динамиче. ских процессов, — инерционность и др. Совокупность перечисленных параметров не дает, как правило, исчерпывающей характеристики качества телевизионного изобра. жения, С этой целью в ряде случаев используют интегральные оценки качества изображения. Интегральная оценка качества телевизионного иэображения может быть выражена функционалом от откликов — ощущений — зрительной системы, формируемых на каждый из перечисленных параметров изображения.
Наиболее распространенной методикой оценки качества телевизионного изображения является сравнение его с входным изображением (или непосредственно передаваемой сценой) в одинаковых условиях наблюдения. При этом степень соответствия может быть выражена следующими категориями. Если в любой момент времени излучение каждой точки телевизионного изображения как по спектральнму составу, так и по энергии идентично соответствующей точке исходного изображения, то говорят о тождественном воспроизведении.
Тождественному воспроизведению препятствуют флуктуации излучения. Если излучение каждого элемента воспроизводимого изображения как по спектральному составу, так и по энергии одинаково с точностью, определяемой флуктуациями излучения, воспроизведение называют физически точным. В условиях наблюдения изображения глазом стремятся к физиологически точному воспроизведению, когда визуально не обнаруживаются различия между изображением и оригиналом Реальные отличия изображения и оригинала могут находиться в пределах пороговых характеристик глаза по яркости, цветности и другим параметрам.
Иногда вводят понятие психологически точного воспроизведения. В этом случае яркость и цветность участков воспроизводимого изображения могут существенно отличаться от соответствующих характеристик оригинала, но по восприятию изображение подобно оригиналу и дает достаточное представление о нем, например черно-белое телевизионное изображение реальной многоцветной сцены. В некоторых случаях телевизионное изображение выступает как форма представления информации в виде, удобном для восприятия глазом.
Такое изображение может и не быть отображени- ем определенного реального объекта в рассмотренном смысле, оно является некоторым первичным изображением в виде графической, знако-буквенной или иной информации, 5 1А. Изображение — объект исследования Наряду с широким развитием телевидения как способа передачи визуальной информации на расстояние телевизионная техника породила новые научно-технические направления, среди которых наибольшее развитие получило исследование изображений с целью извлечения количественной информации об объектах, явлениях и процессах, протекающих в поле изображения. Изображение стало объектом исследования. Исследование изображений базируется на их анализе и обработке, Анализ изображения предусматривает изучение отдельных характеристик, составных частей, фрагментов или отдельных объектов в поле изображения. В ряде случаев результат анализа является конечной целью, например в измерительных ТВС таким результатом являются значения функции распределения объектов в лоле сканирования по размерам (технологический контроль деталей, измерение размеров клеток в цитологии и т.
п.). В других случаях анализ может быть лишь исходной процедурой для формирования признаков (системы распознавания зрительных образов, робототехнические системы и др.). Конечным результатом анализа и в этом случае может быть распознавание нли классификация объектов или изображений в целом. Обработка изобралсения, основанная на обработке соответствующих сигналов, предусматривает внесение в формируемое изображение тех или иных изменений по сравнению с оригиналом (увеличение контраста мелких деталей изображения, окраска определенных деталей изображения в условные цвета, перераспределение градаций яркости в изображении и др.). Обработка сигналов изображений часто используется в системах анализа изображений как этап, предшествуюгций процедуре анализа. Например, в системах анализа интерференционных картин изображение полутоновой ин.
терференционной картины преобразуется в двоичное изображение координат ннтерференционных полос, Обработанное таким образом изображение подвергается анализу с целью восстановления исходного волнового фронта, измерения параметров интерференционной картины и т. и. Заметим, что обработка сигналов изображения широко используется не только в процессе исследования изображений, но и в системах вещательного телевидения с целью улучшения качества изображения, формирования определенного художественного воздействия на зрителя, создания спецэффектов н др. Обработка сигналов изображения может производиться с целью формирования изображений, отображающих те или иные свойства объекта исследования„ но физически (как изображение) не сугце- 13 ствующих. В этом случае говорят о реконструкции изображений. На реконструкции изображений базируется вычислительная томография — метод, позволяющий формировать изображения, соответствующие заданной плоскости сечения объемных предметов (рис.
1.2). Вычислительная томография нашла широкое применение в медицинской диагностике и технической дефектоскопии (при исследовании в потоке рентгеновских лучей), в ультразвуковых полях и др. Системы анализа и обработки изображений можно разделить на два класса; !) системы телевизионного типа, в которых анализ и обработка изображения осуществляются эа вре- А мя одного или нескольких кадров; основным достоинством таких систем является возможность анализа динамических изображений в реальном времени; 2) системы, реализующие сложные 1,Г 1 процедуры обработки, требующие большого объема памяти и времени обработки сигналов, существенно превышающего время телевизионного кадРнс. 1.й к пояснению метр- Ра; такие системы использУют Я гланда вычислительной тоногра- ным образом для анализа статических фнн; изображений.
а — объект нссаекоеаннк; б— Режим реального времени здесь реконструнрааанное наабраасенне объекта е нкоскоссн сесе. СЛЕдуЕт ПОНИМатЬ КаК рЕжИМ, ОбЕСПЕ- чивающий регистрацию явлений и выработку заданных решений (измерений) без вторжения в динамику явлений, протекающих в поле изображения. Системы анализа и обработки изображений получили значительное развитие с применением микропроцессоров, больших интегральных схем и матричных фотоэлектрических преобразователей, устройств оперативной и долговременной памяти, ЭВМ. Такие системы широко используются при изучении космического пространства, в навигации, биологии и медицине, в промышленности для автоматизации производственных процессов и в других областях народного хозяйства. При исследовании изображений в большинстве случаев отпадает необходимость исходить из свойств зрительной системы человека.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
