Быков Р.Е. Телевидение (1988) (1142167), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Кх=Етах/Е„а„, ОтнОсительным контрастом Ки=(Етах Етм)/Евах либо глубиной модуляции яркости М= (Е х — Е ы)/(Е хх+Е м). Например, полагая максимальный контраст, ограничиваемый зрением, К=!00, а пороговый контраст в условиях наблюдения Л=0,05, по соотношению (2.5) найдем число различимых градаций Л'=94, В восприятии цветного изображения существенную роль играет цветовой контраст, т. е. различие в восприятии двух цветов. От цветового контраста зависит число различимых цветовых градаций При этом число градаций по цветовому тону и насыщенности меньше числа градаций по яркости, а число градаций по насыщенности оказывается меньше числа градаций по цветовому тону !9).
Поскольку диапазон изменения яркостей в передаваемом изображении значительно шире диапазона яркостей, воспроизводимых в телевидении, уместен вопрос об оптимальной форме амплитудной характеристики ТВС и ее звеньев. Аппроксимируя степенными законами возможные нелинейные зависимости сигнала и,=с,Е1' на нагрузочном сопротивлении ФЭП от яркости передаваемого изображения Еь выходного сигнала усилительного канала их=с,и1' от входного сигнала и~ и воспроизводимой яркости Ех=с их' от сигнала их, зависимость ц воспроизводимой яркости Рис.
Зд4. Амплитудные характеристики ТВС Если в соотношении (3.32) принять С=уз=1, то яркости элементов передаваемого изображения !.ь превышающие максимальную яркость телевизионного изображения !а „, воспроизводиться не будут (ломаная линия 1 на рис. 3.14). Если же при уз=1 принять С=!ч„,„!!,,з„(1 (прямая 2), то сужение динамического 1з диапазона отражается прежде всего на сокращении числа градаций на участках изображения с повышенной яркостью. В системах черно-белого телевидения этот недостаток может быть частично скомпенсирован нелинейностыо амплитудной характеристики системы с уз)1 (кривая 3 при уз=1,3 и С=0,4).
В телевизионном приемнике корректировка воспроизведения градаций яркости дос!а та~~- тигается независимой регу! лировкой ручками яркости и l ! контрастности. У С учетом особенности 1 цветового зрения нспользур 0 !ьмм с,„, 0 ют трехканальные системы цветного телевидения. При этом каналы трех цветоделенных изображений должны иметь линейные амплитудные характеристики (ул=уп=ул= 1) и равные коэффициенты передачи (си=се=си).
В противном случае соотношения яркостей цветоделенных изображений на передающей и приемной стороне будут различаться, что приведет к искажениям не только яркости, но и цветности. Для линеаризацин амплитудных характеристик ТВС применяют гамма-корректоры, обеспечивающие регулировку амплитудных характеристик каналов цветоделенных изображений на передающей стороне. Под чувствительностью ТВС обычно понимают величину, обратную минимальной освещенности объекта Е,п ии при которой обеспечивается передача изображения с заданными качественными параметрами.
С уменьшением освещенности характеристики телевизионного изображения ухудшаются. Потери в этом случае связаны с ухудшением отношения сигнал-шум, ограничением разрешающей способности системы в пространстве и во времени (инерционностью), увеличением относительного уровня паразитных сигналов и структурных помех, падением контрастности изображения и числа воспроизводимых яркостных и цветовых градаций, искажениями цветопередачи, спектральных характеристик системы и т. п. Однако чаще всего чувствительность оценивается освещенностью, обеспечивающей заданное отношение сигнал-шум. Повышение чувствительности ТВС достигается использованием ФЭП с накоплением энергии, вторично-электронным умножением сигналов в ФЭП и противошумовой коррекцией входной цепи.
$3.7. Спектральные характеристики телевизионной системы При определении спектральных характеристик систем чернобелого и цветного телевидения воспользуемся схемой рис. 3.15, а. Приращение фототока на выходе ФЭП с!(=с,'Ф(Л)р(Л))ь(Л)Т(Л) Х Хг(Л)Ю., обусловленное изменением длины волны пото- ка лучистой энергии на Ж, определяется спектральными характеристиками источника лучистой энергии Ф(Л), коэффициента отражения от — -О--Г, лап пп !пл! л'ч а! с~.у,А с гуй=сАат=стККсФ(ЛЦ(Л) р(Л) Т (Л) а (Л) су(Л). (333) Прн непосредственном наблюдении приращения яркости цветного изображения с(Е„= схФ (Л) ~ (Л) т (Л) гй (3.34) зависят и от кривой относительной видности глаза т(Л).
Пропорциональность изменений яркости черно-белого и цветного изображения ЫЕ=С'ЖЕх с учетом (3.33) и (3.34) выполняется при условии, что спектральная характеристика системы черно-белого телевидения или яркостного канала системы цветного телеви- дения р(Л) Т(Л) е(Л)=С" (Л) (3.35) определяется кривой относительной видности глаза. Здесь с,', сх', с,' и С'=сх'/(с,'ст'Кй) — коэффициенты пропорциональности.
63 объекта ()(Л), прозрачности объектива р(Л) н светофильтра Т(Л), а также чувствительности ФЭП е(Л). Г!риращение фототока Ж вызывает изменение сигналов ди1= =Кс(! на иагрузочиом резисторе )т и дит=Кг(и, на выходе канала связи КС с коэффициентом передачи К. Приращения сигналов, в свою очередь, обусловливают приращения яркости свечения экрана приемника черно-белого телевидения (преобразователя сигнал — свет ПСС) Рис. 336.
Схема для расчета спектральных характеристик ТВС (а) н идеальные спектральные характеристики передающей камеры цветного телевидения (б) Цветоразностные сигналы, используемые в американской системе цветного телевидения: Ег = 0,59Ев — 0,27Еа - 0,32Ева Ее=0,21Е» — 0,52Еа+О 31Ев. (3.46) также равны нулю в белом.
Их средний размах меньше среднего размаха цветоразностных сигналов европейских систем, поскольку максимальные значения сигналов 0((Е!) (0,59, 0 ()Ео) (0,52 здесь меньше. Однако сигналы (3.46) разнополосны. В связи с особенностями цветового зрения для передачи первого сигнала требуется более широкая полоса, чем для передачи второго сигнала. Сигналы Е'г и Е'о не могут быть непосредственно просуммированы с яркостным сигналом и требуют предварительного пересчета в сигналы Ев-г =+0,96Ег + 0 62Ео, Ео.г = — 0,27Ег — 0,65Е,~, Ев-г = — 1, 10Ег + 1,70Еа.
$3.10. Выбор параметров разложения Параметры разложения — активное число строк У„формат изображения й, частота кадров 7 — определяют, с одной стороны, номинальную четкость (детальность) изображения, характеризуемую числом условных элементов и,=Мт. (3.6), а с другой — необходимую полосу пропускания в канале связи (3.8). Для исключения неоправданных требований к системе параметры разложения должны быть согласованы с характеристиками получателя информации — чаще всего зрительной системы человека. При разложении на л строк изображения высотой л ТВС может воспроизвести в поперечном направлении ие более 212 светлых или темных полос шириной 6=87л, оси которых совмещены с осями строк. В этом случае оптимальное число строк в растре Е,м может быть определено нз условия (рис.
3.17, а) Л/26=Я рь~2 а72, связывающего угол поля зрения а, под которым наблюдатель рассматривает изображение высотой Ь на расстоянии Н, с углом зре- 72 Все цветоразностные сигналы не являются сигналамн цветности ' в колориметрическом смысле, поскольку они изменяются пропорционально изменениям яркостного сигнала.
Независимыми от яркости оказываются сигналы, равные частному от деления цветоразиостных сигналов на яркостиый сигнал. ния (), под которым видны оси двух соседних предельно узких светлых или темных полос: Лвр, — 2а~'р. (3.47) Если р превышает угол разрешения глаза ср пн полоски шириной б оказываются визуально различимыми. В случае р<ср ы оии неразличимы. (О б 7 7 ю а и)л Н б,пгнеа У тбв б) Рис. 3.17.
Определение оптимального числа строк (а, б) н кажу- щейси четкости наображении (в) Условие (3.47) неоднозначно, так как углы а и б могут принимать различные значения, зависящие от условий наблюдения. Угол а=2асг1И (Л)2Н) определяется относительным расстоянием наблюдения Н)п, сокращающимся по мере увеличения размеров телевизионного экрана.
Оптимальное расстояние Н соответствует (4 — 6) Ь. Угол разрешения глаза ср,п„зависит от яркости, контрастности, резкости и цвета деталей изображения, от уровня и характера помех. Прн достаточной яркости, высокой контрастности н резкости черно-белого изображения угол р ы достигает 0,75 — 1', С ухудшением качественных параметров изображения он может возрастать до 2 — 3'.
На рис. 3.17, б представлена зависимость оптимального числа строк в растре Л,рг от относительного расстояния наблюдения Н/Ь 73 и угла разрешения глаза ч~ м, При относительных расстояниях НИ=4 — 6 н угле Ч~ м=! — 3' оптимальное число строк в растре изменяется в пределах 400(2,ш<1700 и существенно возрастает в случае дальнейшего уменьшения Н/а При среднем расстоянии наблюдения (Н//7=5)иЧ~ м=1 имеем а=11 26' и к.м=!370 строк. Кажущаяся четкость изображения 6 изменяется в значительно более узких пределах. Ее зависимость от номинальной четкости п, подчиняется закону Вебера — Фехнера (2.10).
В частном случае, при активном формате изображения я=! О= при 1 ~.а~(Л м. (3.48) 11а а7.,м Зависимость (3.48) представлена на рис. 3.17, в сплошными линиями при угле <р,„= 1' и трех значениях относительного расстояния наблюдения Н/а=5, 3 и 2, которым соответствуют Е м=1370, 2270 и 3370 строк. При неизменных условиях наблюдения увеличение числа строк в растре сопровождается существенным улучшением кажущейся четкости лишь при малых Я. Увеличение числа строк Е)Л,м становится практически бесполезным. С другой стороны, с улучшением условий наблюдения и приближением зрителя к экрану повышение числа строк становится целесообразным и даже необходимым.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
