Джакония В.Е. и др. Телевидение (2-е изд., 2002) (1143030), страница 77
Текст из файла (страница 77)
Как следует из приведенных выражений, эффективность подавления флуктуационных помех гребенчатыми фильтрами прн одинаковой корреляции между кадрами и между строками не зависит от абсолютной величины времени задержки сигналаТо в ОЗУ, т.е. от частоты повторения максимумов АЧХ (Т.„= 25 Гц и Т „= 15525 Гц).
В действительности же оно определяется фактическимй величинами корреляций сигналов конкретного ТВ изображения. Поэтому величина н характер искажений изображения, возникающих при временной нлн пространственной фильтрации реальных изображений, будут различны. Допустимые значения этих искажений и будут определять эффективность подавления помех. Очевидно, что при передаче статических изображений временная фильтрация из-за полной корреляции кадров не вносит искажений. Только появление новых статических объектов при временной фильтрации происходит с "задержкой предъявления" их во времени в соответствии с величиной и Т .
Использование же пространственной фильтрации при сложении сигналов от иекоррелированных участков соседних строк во всех случаях (даже для статических изображений) сопровождается уменьшением четкости по вертикали (из-за размытия горизонтальных границ и уменьшения контраста мелких деталей), а также "задержкой предъявления" (сдвигом) объекта по вертикали (воспроизведение его на последующих строках в соответствии с величиной длительности фронта переходной характеристики и Т ). Например, при использовании нерекурсивного фильтра 2-го порядка (рисЛ4.11,б) и а = у = 0,25 в случае передачи одиночной детали размером в один элемент на предыдущей и последующей строках ноля (как это следует из рис.14.11гг) появляются ложные детали с размахом сигнала 0,25(Т,„, а на основной строке — с размахом 0,50 .
Наконец, при любом виде временной гребенчатой фильтрации движущиеся объекты будут "смазываться" пропорционально скорости их движения. Поэтому эффективное подавление шумов может проводиться с помощью временной фильтрации и только для неподвижных участков изображений. Следовательно, в общем случае при изменении корреляции сигналов и при передаче мелких деталей необходима адаптивная перестройка параметров гребенчатых фильтров в режн- Рис. 14.1о. Структуриаа схема циф- рового шумоподавнтели иа основе рекурсивного фильтра ме реального времени(в частности,26|Тон и Т ) так, чтобы обеспечить максимально возможное качество изображения (см.гл.4) за счет рационального обмена между частными параметрами — четкостью и отношением сигнал/помеха.
Эту задачу в шумоподавителе выполняет анализатор корреляции сигналов, так называемый детектор движения, в котором в результате сравнения сигналов на входе н выходе ОЗУ формируется управляющий сигнал, изменяющий значения весовых коэффициентов а,б н у. В отличие от пространственной фильтрации, где можно применять любую ферму сигналов — аналоговую или цифровую (нз-за относительной простоты реализации издержки сигнала на Т „= 64 мкс с помощью линий задержки), в шумоподавителях с временной фильтрациейй приходится использовать цифровую форму сигнала из-за необходимости задерьтки сигнала на кадр Т, = 40 мс. Известные примеры реализованных цифровых шумоподавителей с ОЗУ на кадр построены на основе рекурсивных и канонических фильтров [20,40).
Шумоподавитель с рекурсивным фильтром (рис.!4.!5) отличается простотой реализации детектора движения. в общем случае достаточно сложного цифрового устройства с высоким быстродействием. Здесь детектор движения представлен ОЗУ наТом формирователем разностиого сигнала соседних кадров ~ в, формирователем сигналов управления ФСУ, умиожителями Х для взвешенного сложения сигналов в сумматоре T . Как показывает опыт, использоваиие подобных шумоподавителей позволяет существенно (до 1' дБ) повысить отношение сигнал/помеха. Уменьшение зашумленности изображений можно достигнуть также с помощ *ю методов статистической фильтрации и эвристических методов пространственной обработки изображений иа основе использования тач называемых шумоподавляющнх масок (85].
ыл. лпвртурндя коррекция Апертурные искажения изображения возникают вфотоэлектрическнх преобразователях из-за конечных размеров сечения (апертуры) электронного луча и аберраций в оптических и электронных системах. Зги искажения приводит к уменьшению размаха высокочастотных составляющих ТБ сигнала, т.е. к увеличению длительности фронта переходной характеристики системы.
В результате уменьшается четкость телевизионного изображения: размываются резкие границы крупных деталей и уменьшается контраст мелких деталей. В отличие от частотных искажений, возникающих в усилительных каскадах тракта, апертурные искажения не сопровождаются фазочастотными искажениями. поэтому и методы коррекции здесь используются другие.
В современных ТВ системах апертурные искажения в основном обусловлены искажениями, возникающими в фотоэлектрических преобразователях "свет-сигнал". Размеры апертуры электронного луча ярнемных трубок с большими экранами невелики по сравнению с размерамн элемента изображения. Апертурные искажения оцениваются либо по переходной, либо по апертурной характеристике трубки у,(ы) или у,(з) (см.гл.б). Очевидно, коэффициент передачи апертурного корректора при передаче крупных деталей должен быть А;„= 1, а его АЧ Х у,в(ы) должна быть такой, чтобы при л инейной фазочастотной характеристике у,„(ы)у,(в~1. Апертурная характеристика передающей трубки в общем случае может быть аппроксимирована функцией 2 ! уды) = — е ! у"е) !+а, — -1-ае — +...
где 1,, — размах тока сигнала от крупной детали, размер которой значительно превышает размеры апертуры; дое — частота, на которой размах тока сигнала Т, уменьшается в е раз; а„а ...— постоянные коэффициенты. Тогда 2 д р,„!ы)= — )+о, — +л — +, Апертурные искажения корректируются с помощью схем дифференциальной и раэносгкой коррекций с использованием устройств запоминания (задержки) ТВ сигнала. Принцип действия схем дифференциальной коррекции (рис.14.16) основан на алгебраическом сложенки в определенных пропорциях входного сигнала и,„(ы) с сигналами его четных производных: и„,„(до) = и (ы) + Ьзит(ыд) + Ь„из(дод) + ... + Ь„ю~~ытн). Рне. пк!6. Лнфференчидлнныа воер- турныя корректор: в»»туз»улане еына.е — нрннн н азана»он.
нв Федвнрнеанв» ее»не»а е»еред нр нзеедн д, е — наре»едена»атею рне»нна Сигналы четных производных формируются обычно двухзвенными дифференцнруюшими цепочками с линейной фазочастотной характеристикой, например С !.„(рис.14.!6,б), так как напряжение на выходе этих цепочек йропорционально квадрату частоты: «(ы-)= — ( / Ъ)'- В сумматорах Х„Хе,...,Х„(рис.! 4.16,а) входной сигнал алгебраически складывается с сигналами четных производных, которые форин.
руются дифференцирующими цепочками Оя !),...,О . Фазовые сдвиги, возникающие прн формировании корректирующих сигналов, компенсируются с помощью линий задержки ЛЗ. На практике часто ограничиваются использованием сигнала второй и (или) четвертой производной. На рис.14.16,в приведены переходные характеристики до н после алгебраического сложения входного сигнала с сигналом второй производной Ь,и,(о е). Из рисунка следует, что с помо1цью подобной операции (при малых фазочастотных искажениях) может быть получена снмметричнак переходная характеристика с существенно меньшей длительностью фронта по сравнению с исходной.
Но на ней возникают выбросы (т.е. на ТВ изображении — пластика). Кроме того, после апертурной коррекции увеличивается и зашумлен ность ТВ сигнала за счет "добавления" флуктуационных помех из каналов четных производных. Разностнал апертурная коррекция основана на вычитании нз входного сигнала "информации" о соседних элементах изображения. Оиа реализуется на нерекурснвных гребенчатых фильтрахслинейнымн фазочаз тотнымн характеристиками (см. $14.4). При коммутации потенциального рельефа мишеии передающей трубки с помощью электроииого луча с относительно большой апер- турой (превышающей размеры одного элемента) сигнал иа выходе трубки пропорционален яркости нескольких соседних элементов.
От- иосительиое содержаиие "ложкой информации" в сигнале, очевидно, зависит от размеров апертуры и закона распределения плотиости электроиов коммутирующего луча. о ногоДля формирования сигиала, пропорционального яр д г-го элемеита изображения, иеобходимо из с мм ркости только ла вычесть "в о из суммарного сигиа- и едыд их '— " звешеииые" сигналы, пропорциональные яр р ущ ! — и и последующих с+п соседиих элемеитов(по иап авяркостям леиию соответствующей развертки), где и = 1,2,..., номе а ,,...,!7 — порядковые ви еие р соседних элемеитов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
