Джакония В.Е. и др. Телевидение (2-е изд., 2002) (1143030), страница 120
Текст из файла (страница 120)
Телевизионная метрика охватывает обширный комплекс световых и радиотехнических измерений. С'помощью световых измерений оценивают характеристики передаваемого и воспроизводимого изображений, качество преобразований свет-сигнал и сигнал-свет прн анализе объекта передачи и синтезе ТВ изображений на экране воспроизводящего устройства. С помощью радиотехнических измерений оценивают процесс формирования ТВ сигнала, его преобразований при передаче и приеме, качество ТВ каналов аппаратно-студийных комплексов телевизионных центров, радиорелейных, кабельных и спутниковых систем связи, радиопередающих и ретрансляционных ТВ станций, а также и телевизоров систем коллективного приема. Эти измерения основываются на использовании информационных свойств ТВ сигнала, а также специальных ТВ измерительных сигналов, параметры которых выбирают из соображений наибольшей чувствительности к определенным искажениям.
Измерение — это процесс, характеризующийся получением оп ытиым путем численного отношения между измеряемой величиной и некоторым ее значением, принятым за единицу сравнения. Результат измерения получают в виде именованного числа (вольты, амперы и т.п.), совокупности чисел, графика. 1(оитроль — это операция, сводящаяся к сопоставлению и установлению соответствия проверяемого сигнала, параметра или характеристики и зоне задаваемых допусков. Результат контроля — логическое заключение или некоторое суждение, например "в иорме"— "не в норме", "больше" — "меньше" и т.д. Различия затих определениях в связи с быстрым совершенствованием ТВ измерительных и контрольных устройств в некоторой мере условно, так как методы и технические средства измерений и контроля взаимно связаны.
Например, в цифровых приборах с автоматическим выбором диапазона измерений прн отыскании требуемого диапазона проводятся операции, примерно такие же, как в устройствах допускового контроля. Использование же цифровых методов в допусковом контроле позволяет выдавать результаты сравнения с допуском в виде не только качественного суждения, но н количественной меры выявленного отклонения и т.д. Под точностью понимают близость результатов измерения к истинному значению измеряемой величины.
Погрешность измерения— отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. На практике можно найти лишь приближенное значение погрешности измерения, поскольку истинное значение измеряемой величины остается неизвестным. Телевизионную контрольно-измерительную информацию (информацию о значениях измеряемых физических велччин) извлекают из световых, электрических и радиосигналов. Под ее обработкой понимают процесс, в результате которого контрольно-измерительная информация становится максимально подготовленной для последующих операций — представления оператору, ввода в ЭВМ и т.д. На практике основные возможности данного ТВ тракта обычно характеризуют рядом показателей. Это позволяет достаточно надежно предсказать ожидаемое качество воспроизводимого ТВ изображения. Рассмотрим критерии и способы оценки технических показателей ТВ изображения, так как оценка иэображений с художественной точки зрения выходит за рамки настоящего учебника.
Качественные показатели ТВ изображения условно можно подразделить на световые и растровые. Световые показатели изображения — максимальная яркость„ контраст, число воспроизводимых градаций яркости, диапазон воспроизводимых цветов, качество цветопередачи, четкость, резкость, а также различные искажения, проявляющиеся в нарушении распределения яркостей и цветностей в изображении. Растровые показатели — это размеры и формат кадра, нелинейные и геометрические искажения растра, возникающие в передающих и приемных устройствах, которые в основном нарушают геометрическое подобие принятого изображения его оригиналу.
Сюда же можно отнести показатели, характеризующие качество совмещения растров в передающей и приемной аппаратуре. стабильность положения растра. Качественные показатели ТВ растров практически не связаны с характеристиками ТВ канала, а определяются развертывающими устройствами передающих и приемных трубок. В цифровом ТВ некоторые искажения изображения, связанные с процессом кодирования и дефектами цифрового сигнала (дрожание, цифровые ошибки и т.д.), отличаются от искажений, характерных для аналогового ТВ.
Как в аналоговых, так и в цифровых системах искажения могут зависеть от содержания передаваемого изображения. Шкала качества 5 — "отлично" 4 — "хорошо" 3 — "удовлетворительно" 2 — "плохо" ! — "очень плохо" Шкала ухудшений 5 — "незаметно" 4 — "заметно", но не мешает 3 — "немного мешает" 2 — "мешает, раздражает" ! — "сильно мешает" При оценке изменения качества ТВ изображения в зависимости от уровней искажений или помех вТВ сигнале используют методы субьективно-статистических экспертиз. Поскольку основой таких экспертиз является использование специальных и универсальных испытательных изображений, им должно быть уделено особое внимание.
В качестве испытательных выбирают сюжетные изображения, близкие по характеру к наиболее часто встречающимся в практике ТВ вещания. Это изображения человеческого лица (крупный и средний план), групп людей, пейзажей и архитектурных композиций с большим числом деталей разного размера. Эти иэображения должны иметь достаточную гамму полутонов н содержать контрастные переходы (яркостные и цветовые). С учетом требований учебного ТВ этот перечень можно дополнить изображениями, содержащими надписи, формулы, графический материал и т.д. Для оценки систем цифрового телевидения требуются подвижные изображения. При рассмотрении различных видов искажений, как правило, приводятся зависимости ухудшения качества ТВ изображения от искажений, возникающих в ТВ тракте.
Это важно при установлении норм, а также при разработке измерителей. в том числе для автоматической оценки качества ТВ изображений. Субъективные экспертизы проводят в соответствии с определенной методикой, которая регламентирует испытательные изображения, выбор наблюдателей, шкалы оценок, условия наблюдения, порядок проведения измерений и обработку их результатов. В ряде случаев такие экспертизы могут быть дополнены инструментальными измерениями, сущность которых заключается в применении специальным образом сформированных полей сравнения, яркостных и цветовых отметок.
При выборе наблюдателей предпочтение обычно отдают неспециалистам, особенно если в результате измерений нужно определять допуски на искажение. Следует только избегать участия наблюдателей, имеющих значительные пороки зрения. При субъективных экспертизах наблюдатели должны знать методику проведения эксперимента, шкалы оценок в диапазоне ухудшений изображений, используемых в ходе эксперимента. Число наблюдателей должно быть по крайней мере десять.
Прн установлении зависимости качества изображения от искажения МККР рекомендует применять пятиградационные шкалы качества и ухудшений. Шкала сравнения — 1 — "немного хуже" — 2 — "хуже" — 3 — ннамного хуже" +3 — "намного лучше" +2 — "лучше" +1 — "немного лучше" 0 — "одинаково" (20.2) Когда при эксперименте нужно сравнивать изображения, рекомендуется следующая шкала: Если не требуется определять зависимость качества изображения от разных уровней помехи (нли искажения), а необходимо лишь установить предельно допустимое значение помехи, например для выработки допуска, часто применяют двухградационную шкалу оценок.
Такая шкала устанавливает соответствие качества изображения, предъявляемого наблюдателю, заданному критерию. Критерий качества изображения в данном случае — это средняя оценка, данная группой наблюдателей. В практике проведения субъективных экспертиз наряду с пятибальной шкалой используют н другие шкалы (шести- и семнбальные). Для сопоставления результатов, полученных с применением шкал, имеющих разное число баллов, используют нормализованную шкалу оценок, основанную на преобразовании интервала нх изменения к единичному. Оценки нормализованной шкалы связаны с оценками пятибальной шкалы: и = ((/ — 1)/4, (/ = 4и + 1; (/ = ~"!рн рс = и,.//т/, (20.1) м где па — число оценок, 1.../И вЂ” общее число оценок; Н = ~"пн (/ — средняя экспериментальная оценка.
Однако предстоит решить задачу по созданию устройств (рис. 20.1,а), которые поданным объективных измерений прогнозировали бы субъективную оценку качества ТВ изображения как по отдельным параметрам, так и по совокупности основных из них, т.е. косвенно измеряли субъективно оцениваемое качество ТВ изображений в виде объективного показателя совершенства ТВ аппаратуры или ТВ системы. Основой для построения таких устройств — квалнметров (опа!1- 1у — качество) могут быть характеристики ухудшения, выражающие связь качества ТВ изображения с отдельными видами искажений и законы сложения искажений (интегральные критерии качества).
При совместном действии и видов искажений результирующая оценка качества ТВ изображения (/з = /((/„(/„...,(/„), где (/„ (/,,...,(/„— оценки качества по каждому виду искажений. Рис. 20.! . К построению ннбламетрб; н — стну стуре а к стена; б — аа терн те ассака насеста а та наебраненнб Конкретная функциональная зависимость связана с выбранным законом сложения искажений и определяет алгоритм работы квалиметра, т.е.
алгоритм интегральной оценки качества изображения. Классификация алгоритмов в соответствии с известными законами сложения искажений приведена на рис. 20Л,б. Основные алгоритмы н их математическое описание следующие. Мультипликативпыв алгоритмы, Нормированная сенсорная функция (относительное качество) ]62] б 0=а~ П л, е-!„2.з, с.г,га ~ где С вЂ” совокупность параметров, характеризующих цветностбс )/— совокупность параметров, характеризующих объемность; Т вЂ” совокупность параметров, общих для черно-белого и цветного изображений; А, — нормированная сенсорная функция йго параметра; й — коэффициент нормирования; и - число параметров. Частная оценка по 1-му параметру — результирующая относительная оценка качества!87] и =од!з+ о,ззтП ! (20.3) (20.4) де и! — частная оценка по !-му параметру.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
