Быков Р.Е. Телевидение (1988) (1142167), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Описание изображения, предусматривающее выделение его признаков в целом, фрагментов или объектов в поле сканирования, определяется задачами исследования. К таким задачам относятся: классификация изображений, обнаружение объектов с заданными характеристиками в поле сканирования, кодирование сигналов иэображения, описание с целью введения количественной меры (измерение). В связи с широким использованием анализа и обработки изображений для решения народнохозяйственных задач этому направлению исследований посвящено большое число работ [4, 5 и др.1 В качестве примера приведем несколько характеристик, используемых в системах исследования изображений.
Наиболее часто используется гистрогралсма распределения яркости элементов изображения. Эта характеристика является пространственно инвариантной. По оси абсцисс откладываются значения яркости с интервалами ЛЕ= = (~ та» ) т~а)(Ь, где Ь вЂ” числО разрядов гистограммы. По оси Ординат откладывается число элементов пь имеющих яркость, соответствующую определенному др!)- г м лг ай Ьаглмд г м »а кг гл ага д Ряс. !.3. Гпстограмма распрслслепня яркости алемептоа пзобраясе. пкя Ряс.
!.4. Гпстограмма рас- пралслеппя р(о! интервалу. Часто гистограмма нормируется, и по оси ординат откладывается нормированное значение, т. е, относительная частота (частоты) р»=п;/и, где и — общее число элементов изображения. Пример гистограммы серии киноизображений приведен на рис. !.3 (61. Усредненная гистограмма описывает яркость 68 кинокадров, выбранных случайным образом из черно-белых кинофильмов. Как видно нз графика, в плоскости изображения преобладают элементы с темными участками, а число элементов с увеличенной яркостью убывает обратно пропорционально яркости ()/Ь).
Приведенные результаты могут быть использованы при построении систем эффективного кодирования для передачи сигналов по каналам связи, систем автоматической классификации изображений, а также прн решении задач описания изображений. Для классификации объектов может использоваться такой признак, как площадь 5. На рис. !.4 приведены гистограммы распределения по площади р(5) для двух форм лейкоцитов: лимфоцнтов (1) и моноцитов (2). Приведенные данные использованы прн построении автоматического классификатора клеток крови человека (5!.
/„= ~дŠ—, б. д ~з~ ф26 Ц р л„„н и юр,,таськ ат ь~н,о, в е '-аб вв. (2 15~ и й~ 7'" Е) -ма ка ка=а в. )2)6 ) Р)ВНВ -В)К О )Б)\, ОВ ОО=ОВ. )2)6 ) в а в ° = . в=-.—, Б . )2)7) в а ° в' ваа в' в а в' ГЛАВА 3 ОСНОВЫ ТЕЛЕВИЗИОННОА ПЕРЕДАЧИ ИЗОБРАЖЕННА $3.1. Принципы передачи информации о яркости н цвете ле е л де пг н д/ Рис. 3.!. К поисиеиию приипи па одиовреиеииой (а, б) и по следопательиой (в) поэлемеит иой передачи изображении В телевидении используется поэлементная передача информации об изображении: распределение освещенности, усредняемое в пределах малых участков — элементов передаваемого изображения, преобразуется в сигналы, определяющие яркость и цвет све- чения соответствующих элементов 1ь изображения, воспроизводимого на приемной стороне.
С ростом числа эледе е вг дг ментов четкость воспроизводимого е/ изображения повышается. ТВС можно разделить на системы с одновременной н последовательной передачей информации. В первых информация об освещенности всех элементов передается по многоканальной л, дг ег линии связи одновременно (рис.
3.1, а, 41 б). Здесь оптическое изображение передаваемого объекта (ПО) проецируется объективом (0) на передающую Р панель (матрицу) Пь состоящую из и фоточувствительных ячеек, каждая из которых соединена отдельной линней связи (ЛС) с соответствующей свето- излучающей ячейкой приемной панели Пь Сигналы, передаваемые по каждой линии связи, определяются освещенностями соответствующих ячеек панели П, и вызывают пропорциональные изменения яркости свечения ячеек панели Пд„рассматриваемой наблюдателем. Прн числе элементов изображения и такая передача потребует и линий связи.
В системе с последовательной передачей сигналов от отдельных элементов изображения необходима всего одна линия связи (рис. 3.1, в), поочередно и с достаточной скоростью коммутируемая с соответствующими элементами передающей и приемной панелей. Последовательная поэлементная передача изображения получила название развертки изображения. Ее преимущества становятся очевидными, если учесть, что в современных телевизионных системах л может достигать нескольких сотен тысяч и даже миллионов элементов.
Принцип построения обеих систем базируется на том, что разрешающая способность глаза человека конечна. Распределение яркости вследствие этого воспринимается как непрерывное, если 42 число элементов изображения превышает различаемое глазом. Возможность последовательной передачи основывается главным образом на использовании инерции зрения, благодаря чему периодические раздражения с частотой выше критической частоты мельканий воспринимаются как непрерывные. Кроме того, прн достаточной частоте предъявлений отдельных статическихизображений наступает слитное восприятие движения. Учитывая особенности цветового зрения человека, в системах цветного телевидения необходимо передавать три сигнала.
По очередности передачи информации о цвете ТВС можно разделить на системы с последовательной, одновременной и смешанной передачей сигналов. В свою очередь, системы с последовательной переда- Рнс. 3.2. Телевнзнонная система (а) с днскамн Ннпкова (б) чей делятся на системы с последовательной передачей сигналов основных цветов по полям, строкам и элементам. Как следует из названий в последовательных системах сигналы основных цветов передаются по каналу связи последовательно, в одновременных— одновременно, а в смешанных часть сигналов передается одновременно, а часть — с чередованием во времени.
Для воспроизведения объемных (трехмерных) изображений используют двухканальную ТВС, обеспечивающую раздельную передачу и восприятие двух изображений одного н того же объекта (стереопары), соответствующих наблюдению его под разными ракурсами, как бы правым и левым глазом. Исторически первыми были оптико.механические системы телевизионной развертки.
Прнмером может служить ТВС с дисками Ннпкова (рнс. 3.2). Здесь оптическое нзображенне передаваемого объекта ПО строится объективом (0) в плоскости диска (Д,) (рнс. 3.2,б). Размеры передаваемого нзображення определяютсн окном ограннчнтельной рамки (Р~). В непрозрачном днске Д~ имеются отверстия, расположенные по спнралн на расстояннях по дуге окружностн, равных шнрнне окна ограничительной рамки. Смещенне одного отверстия относнтельно другого по радиусу определяется высотой отверстия.
Прн вращеннн диска каждое отверстне прочерчивает дугообразную строку, а совокупность всех строк за олин оборот диска позволяет передать все элементы нзображеннн. Таким же образом, последовательно, элемент за элементом, строка за строкой достигается воспронзведенне изображения с помощью диска Дх на прнемной стороне. 43 Поскольку в пределах окна ограничительной рамки одновременно может находиться не более одного отверстия, диски Д, и Дз служат оптическими коммутаторами, выделяющими световые потоки, приходящиеся на один нз элементов изображения.
Световой поток, прошедший через одно отверстие в диске Дь собирается коиденсором К. Оптическая схема выполняется таким образом, чтобы ковденсор фокусировал иа фотослое однозлемеитиого ФЭП неподвижное изображение входного зрачка обьектнва. Этим достигается неподвижность светового пятна иа фотослое н устраняется влияние неравномерности световой чувствительности по поверхности фотослоя ФЭП. Сигналы, пропорциональные освещенности последовательных элементов изображения, передаются по каналу связи КС на приемную сторону и определяют яркости свечения однозлементного преобразователя сигнал — свет (ПСС), наблюдаемые в окне ограничительной рамки Р, через отверстия диска Дз. вращающегося синхронно н сиифазно с диском Дь Синхронность и синфазность разверток иа передающей и приемной сторонах обеспечиваются дополнительными сигналами синхронизации. Диски Ннпкова удалось использовать лишь в малострочных телевизионных системах с небольшимн размерами изображений.
В настоящее время наибольшее распространение получила электронная развертка изображения в передаюших и приемных трубках. Отклонение электронных пучков в электрических и магнитных полях обеспечивает необходимую скорость коммутации отдельных элементов. Кроме того, в последнее время находит применение электрическая развертка изображения путем переноса зарядовых пакетов, пропорциональных освещенностям соответствующих элементов, используемая, например, в фоточувствительных приборах с переносом зарядов. й 3.2. Основные параметры последовательного разложения Участок изображения, в пределах которого происходит усреднение освещенности в процессе ее преобразования в электрический сигнал, называется элементам изображения.
Эффективность этого преобразования зависит от геометрических размеров и относительной прозрачности разлагающей апертурьс (!01. При квадратных отверстиях в диске Нипкова прозрачность р(х', у') равномерна в пределах площади квадрата Л5 (рис. 3.3, а), а при круглых отверстиях — в пределах площади круга Л5 (рис, 3.3, б), т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
