Джакония В.Е. и др. Телевидение (2-е изд., 2002) (1143030), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Глубина резкости — глубина воспроизводимого пространства ЬА = А, — А для которого максимально допустимый диаметр кружка размьггня й п ринимают обычно равным линейному размеру одного элемента разложения изображения й = Ь/г, где Ь вЂ” высота изображения на светочувствительном слое (мишени) передающей трубки; г — число строк разложения. Из уравнения тонкой линзы 1/А, + 1/а. = 1//' следует, что при А, э /' глубина резкости ЬА = ЛА,+ЬАо=А,— Ао=2ЬА,/(Ьо — 1), (2А) где Ь=/ О/йАо =г1 О/ЬАо ' ЬА = А Ао ' ЬАо = Ао ЬА,/ЬАо = (Ь + 1)/(Ь вЂ” 1). При Ь «1: ЬА,жЬА~ и ЬАж2ЬА, ж2А,/Ь. Выбор параметров объектива определяется характером н размером передаваемого изображения.
Заданное значение ЬА можно обеспечить только днафрагмированием объектива. Из (2.1) при Ао, ~ :«ЬАо н ац,яж/' следует, что 0 = 2А,'Ь/ЬА/'2г = 2Ь/ЬАгтпл. (2.2) Для каждого типа преобразователя свет-сигнал высота изображения Ь задана н остается постоянной, как и число строк для данной телевизионной системы. В этих условиях глубина резкости н относительное отверстие объектива однозначно связаны и определяются только квадратом линейного масштаба изображения на светочувствительной поверхности (мишени). Геометрические (координатные) искажения, создаваемые объективом, обычно пренебрежимо малы, но могут оказаться заметными при некоторых нарушениях нормальных условий оптической проекции.
Так, при передаче изображений плоских объектов(графики, картины, чертежи, фасады зданий и т.д.) возникают трапецеидальные искажения прямоугольных форм из-за несоблюдения параллельности плоскостей светочувствительной мишени и объекта (наклон камеры вниз или вверх). Поворот преобразователя вокруг оптической осн (наклон камеры влево или вправо) приводит к диагональной композиции и т.д.
По мере удаления предметов от объектива уменьшается масштаб их изображения, удаленное пространство как бы сжимается; две пааллельные линии, уходящие от наблюдателя, сходятся в одну точку. акая точка называется точкой схода, а сама трансформация пространства на изображении называется нергпгктивой. Точка схода тем ближе, чем больше угол зрения системы. Искажения перспективы наблюдаются тогда, когда одно и то же ограниченное пространство рассматривается под разными углами зрения — глазом и передающей ТВ камерой, Названные искажения часто вводятся искусственно как средство художественного выражения содержания. Например, диагональная композиция может создавать впечатление динамики объекта; изменение углового масштаба создает эффект приближения или удаления зрителя от объекта (наезд камеры).
Вместе с тем в прикладных телевизионных системах, когда необходима документальная точность, в частности в измерительных, все эти искажения должны жестко регламентироваться. Количественное номирование параметров оптических изображений, к которым относится и изображение на экране кинескопа. может быть сделано лишь с учетом параметров и характеристикэрения. 22. ВоспРиятие нзОБРАжения зРительнОЙ системОЙ. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТЕЛЕВИЗИОННОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ Зрительная система.
Зрение, т.е. получение зрительной информации о внешнем мире — форме вещей, их пространственном расположении, цвете, движении и т.д., осуществляется с помощью зрительной системы. Зрительная система состоит из органа зрения — глаза, нервной системы и зрительного центра коры головного мозга. Глаз представляет собой оптическую систему, с помощью которой формируется изображение окружающих нас предметов на сетчатке. Последняя образует светочувствительную поверхность дна глазного яблока. Оптическая система глаза довольно проста, она легко управляется с помощью хорошо организованного мышечного аппарата. Так, путем изменения кривизны круг элика глаз автоматически фокусирует изображение тех предмето готорые мы хотим рассмотреть в данный момент.
Диапазон фокусировки охватывает предметы, удаленные от наблюдателя на десятки сантиметров и до бесконечности. Кроме того, автоматически устанавливается оптическая ось глаза так, чтобы подвергающееся рассматриванию изображение проецировалось на центральную часть сетчатки (фовеа), обладающую наибольшей разрешающей способностью. Сетчатая оболочка глаза представляет собой мозаику из светочувствительных нервных окончаний.
В соответствии с теорией двойственного зрения существует два вида нервных окончаний — а)огореагигоров. Колбочки — рецепторы аппарата дневного зрения, характеризуемого малой световой чувствительностью, но большой разрешающей способностью и цветоразличительными свойствамн. Палочки — рецепторы аппарата сумеречного зрения, не обладающего способностью различать цвета, имеющего малую разрешающую способность, но большую световую чувствительность. Центральная часть сетчатки (с угловыми размерами ! ...3') содержит только колбочки, а периферия — колбочки и палочки.
Причем плотность колбочек убывает с удалением от центра, а плотность палочек почти постоянна. Фоторецепторы через сложную нервную систему связаны со зрительным центром головного мозга. Световое раздражение сетчатки вызывает появление электрических импульсов с различными частотами повторения, которые по сложным цепям проводящей системы поступают к головному мозгу. Прежде чем сигнал поступит в вышележащие отделы, он подвергается сложной обработке — кодированию.
Механизм анализа поступающей извне зрительной информации, ее обработки, кодирования и дешифровки еще далеко не изучен. Создавая ту или иную систему воспроизведения изображений, необходимо обеспечить на ее выходе максимальное приближение изображения к образу, непосредственно вас п р ни им аемам у зрением. Поэтому при построении ТВ системы необходимо наилучшим образом согласовать ее параметры со свойствами зрительной системы. Рассмотрим характеристики зрительного восприятия н оценим номинальные значения основных параметров ТВ изображения. Число строк. Формат кадра. Предельная способность человека видеть мелкие детали определяется разрешающей способностью зрительной системы (острогой зрения). Различают два вида остроты зрения: в плоскости, нормальной к оптической оси глаза, и по глубине деталей.
Последнюю принято называть остротой глубинного или стереоскопического зрения. И та, и другая острота зрения зависит от разрешающей способности сетчатки глаза и его оптической системы. Для нормального зрения доминирующую роль играет разрешение сетчатки. Однако определять остроту зрения по характеристикам оптической системы глаза и структуре сетчатки глаза нельзя.
Глаз— динамическая оптическая система. Процесс зрении сопровождается непроизвольными движениями глазного яблока — гремором. Кроме того„оптическая ось глаза обегает контуры (границы раздела полей и/т, 70 ца 0 -а -г 0 г а 70( 70 Дг гр ьгрыаД ЛУ се Рнс. 2.3. Изнененне относнтельноа остроты зрення от углового расстояння нзбл юдае нык объектов е до центрального углубленна сетчаткн Рнс. 2.2. Заанснность относнтельноа ос- троты зрення Р/Рвот яркостн Д разной яркости) изображения, как бы выбирая наиболее существенную информацию. Эти движения глаза оказывают весьма существенное влияние и на остроту зрения, увеличивая ее по сравнению со статической(расчетной).
Рассмотрим усредненные характеристики глаза для большого числа наблюдателей с нормальным зрением. Разрешающая способность глаза характеризуется наименьшим угловым расстоянием б между двумя светящимися точками, при котором наблюдатель видит эти точки раздельно. Минимально разрешаемое расстояние изменяется в значительных пределах при изменении яркости наблюдаемых точек и нх контраста относительно фона. На рис. 2.2 приведена экспериментальная зависимость остроты зрения У(величины, обратной б), отнесенной к значению 1/, соответствующему б = 1', от яркости Ь. Характер этой зависимости может быть объяснен следующим образом. Малые световые сигналы не в состоянигг вызывать водном нервном окончании (рецепторе) сигнал, надежно отличающийся от собственных шумов-и флуктуаций квантов падающего света.
Поэтому прн малых световых раздражениях сигналы от нескольких рецепторов, объединяющихся в один элемент приемника ()7ецелгивное ноле), суммируются, что и приводит к уменьшению разрешающей способности. По мере увеличения освещенности площадь рецептивного поля (число объединенных рецепторов) уменьшается и разрешающая способность растет. Однако площадь рецептнвного поля может убывать лишь до значения площади одного рецептора, поэтому предельная разрешающая способность ограничивается раздельным возбуждением двух рядом лежащих нервных окончаний сетчатки.
Этим объясняетсн верхний загиб кривой рис. 2.2. В практике телевидения максимальные значения яркостей экрана приемной трубки достигают примерно !00...300 кд/м . При этом для стандартного глаза разрешающая способность определяется минимальным угловым рг =тоянием б = Г при достаточно большом контрасте и неограниченном времени наблюдения. Из-за неоднородности структуры сетчатки острота зрения уменьшается по мере удаления а' от центрального углубления этой оболочки (рис. 2.3). Хотя поле зрения глаза весьма велико (порядка !20...130 ), основная зрительная информация, поступающая в глаз, сосредоточена в пространственном угле ясного зрения а„. Приняв размеры поля ясного зрения агн = 12' по вертикали и аж = 16' по горизонтали и положив разрешение глаза б = Г, получим число регистрирующих информацию элементарных участков в поле ясного зрения Ф, (о„/б)(п„,/б) = (16-60/1)(12 60/1) = 0,7. 10'.
Назначением ТВ системы является создание репродукции оптического изображения. Телевизионное изображение должно обеспечивать отображение передаваемого образа таким, каким его воспринимает зритель при непосредственном наблюдении. Однако начальный этап построения ТВ систем характеризуется двумя противоречивыми тенденциями статистического согласования параметров изображения со свойствами зрительной системы как получателя информации. С одной стороны, очевидно стремление сократить объем передаваемой информации в первую очередь за счет уменьшения поля зрения, разрешающей способности ТВ системы и числа мельканий изображения„отсутствия информации о цвете, объеме и т.д., а с другой— построение более простых систем с постояннымн неадаптируемыми параметрами, которые должны обеспечить высокое качество передачи обширного ансамбля всевозможных ТВ изображений, что, естественно,:увеличивает информационную избыточность.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
