Джакония В.Е. и др. Телевидение (2-е изд., 2002) (1143030), страница 8
Текст из файла (страница 8)
В частности, реализованные вещательные ТВ системы предусматривают наблюдение изображений только в пространственном угле, равном углу ясного зрения а„. Исходя нз этого условия и в соответствии с форматом центральной зоны сетчатки (так называемого эселгоао пятна) производится выбор величины формата кадра Ь = Ь/Ь = 4/3, где Ь, Ь вЂ” ширина и высота кадра соответственно (рнс. 2.4). Для рассматривания ТВ изображения в угле ясного зрения наблюдатель должен находиться от экрана приемной трубки на определенном расстоянии, при котором изобра- а) Рнс. 24.
К ооределенню енола строк разложення нзобреження (о) н ее рта кальноа четкостн нзображення(б) 31 жение полностью проецируется в зону ясного зрения. Из геометрических соображений оптимальное расстояние рассматривания можно определить как 1, — 5й. При меньшем расстоянии изображение не полностью проецйруется в зону сетчатки с максимальной разрешающей способностью, а при большем — в эту зону попадают и посторонние объекты, окружавшие экран ТВ приемника. Число элементов разложения изображения )т' также должно соответствовать числу элементарных участков поля ясного зрения е(„.
Если принять конфигурацию элемента разложения в виде квадрата или окружности (для одинаковой четкости изображения в вертикальном и горизонтальном направлениях), точислоэлементов разложения изображения определится как 1т' = не'(где з — число строк — число элементов по вертикали; йе — число элементов в строке). Тогда для опознавания )т'„деталей в ТВ системе с неподвижным (статическим) растром число элементов разложения должно быть )т' ) 2)т'„из-за того, что между деталямн должны воспроизводиться н промежутки размером не менее одного элемента разложения. Отсюда требуемое число строк разложения изображения при данных условиях определится как »акг»,74» фут ° г, 1»ш Однако взаимное расположение деталей и строк растра может быть различным (см.
рнс. 2.4,б). В зависимости от этого в вертикальном направлении будут воспроизводиться детали размером либой/л, либо 2й/е. Это делает неоднозначным оценку четкости изображения по вертикали; поэтому для уверенного различения в ТВ изображении 0,7.10' деталей необходимо использовать еще большее число строк разложения. В настоящее время только ТВ системы высокой четкости (ТВЧ) приближаются к подобным требованиям. Но реализация систем ТВЧ в вещании тормозится необходимостью весьма значительного увеличения полосы пропускания каналов связи из-за соответствующего расширения спектра ТВ сигнала. Для вещательной системы, использующейся в нашей стране, в конце 40-х годов было выбрано число строк разложения изображения е = 625 (ГОСТ 7845-92).
Число строк разложения г = 625 определяет номинальную четкость» В изображения. При этом различимость строчной структуры растра на оптимальном расстоянии рассматривания оказывается вблизи порога разрешающей способности глаза. В то же время подобная система в принципе обеспечивает воспроизведение как одиночных деталей, так и множества черно-белых деталей )тж0,5-10а с шахматной структурой расположения, по размеру равных одному элементу разложения И/з. Размер воспроизводимых деталей обычно оценивается в относительных единицах как определенная часть высоты изображения й. Число кадров, передаваемых в одну секунду. Частота мельканий.
Зрительное воспринтне чискретно во времени. Одиночный световой 32 Цска» Рнс. 2ть Внауаяьаос ощущеннс яркостн ).»»»(»)/ 1»н» аа» пеРнохнчсскн на- т/Е яучавщаго нсточннка импульс длительностью 1а может быть обнаружен только при условии, что время действия его на глаз конечно, т. е. 1о,е» 1„(рис. 2.5). Причем время 1 зависит от освещенности сетчатки Еь т.е. от мощности сигнала. Иными словами, установлено, что Ес) = сопз1. При переменном значении Ег/1) суммарное воздействие светового сигнала должно достигнуть вполне определенного значения для его обнаружения: М Ег/Ясй = сопз1.
Время накопления имеет граничное значение 1, называемое критической длительностью. Различные исследования дают большие расхождения в значениях 1, что объясняется различными условиями проведения опытов: 1 меняется в пределах от сотых (при больших яркостях) до десятых (при малых яркостях) долей секунды. После прекращения действия светового потока, возбуждающего сетчатку (рис. 2 5), глаз как бы продолжает "видеть" источник с яркостью,спадающей вовремени поэкспоненциальному законуй (1)/Е = 1. /Ео ,„ ехр( — 1/ т), где Е (1)/Е , „„ — значение визуальной яркости во время 1, прошедшее после прекращения возбуждения; 1.
/Ео — яркость возбуждения; тж 0 1...0 15 с — постоянная времени, характеризующая инерцию зрения и отсчитываемая как т = 1, при котором кажущаяся яркость уменьшается в е раз. Постоянная времени т является функцией яркости и уменьшается при ее увеличении. Параметр т определяет критическую частоту мельканий /ч, представляющую собой наименьшую частоту повторения импульсйых возбуждений сетчатки, при которой наблюдатель перестает замечать изменение светового потока и воспринимает его как непрерывное излучение. Критическая частота мельканий яркости источника зависит от средней яркости поля наблюдения (яркости адантаиии), размеров мелькающего участка и т.д. Зависимость критической частоты мельканий от яркости подчиняется общему психофизическому закону зрительных восприятий, т.е.
логарифмическому закону: 1 = .1КЕ„+Ь. Рас. 2.6. Зависимость порогового контраста ог яркости фопа а оаачеооа леталеа (г! ) гт) (2.4) где ń— средняя яркость экрана, кд/мт; а = 9,6, Ьо = 26,8 — коэффициенты, установленные опытным путем. При частоте повторения, равной или большей критической, визуальная яркость Е прерывисто излучающего источника может быть определена как средняя за период повторения Т вЂ” закон Тальбота: ! с„= Яг,(!)г!. о йг йг 4» цт в -э-» -2 э 2 а!усу Для яркостей современных ТВ экранов Ег = 46...48 Гц.
Дискретное во времени воспроизведение йзображений отдельных мгновенных положений (фаз) движущихся предметов воспринимается как слитное движение, если число фаэ (кадров) в единицу времени больше или равно некоторому критическому числу и и если смещение предмета в соседних фазах незначительно, т.е. если относительная скорость движении предмета в кадре невелика. Из многолетнего опыта кино установлено, что для восприятия плавного движения объектов в большинстве случаев достаточно передавать 16...24 отдельных фаз движения в одну секунду.
Поэтому в ТВ вещании принято число кадров и, передаваемых в одну секунду, равным 25. При этом частота мельканий яркости экрана /„= 2п = 50 Гц н соответствует частоте кадровой развертки (при использовании чересстрочного,разложения, см. гл.З). Это сделано из соображений равенства ее частоте промышленной сети с целью уменьшения заметности характерных помех от электросети — динамических искажений геометрии и яркости изображения. Для распознавания образ должен удерживаться на экране от 4 до 10 с, что определяется пропускной способностью зрительной системы. Это справедливо как для движущихся, так и для неподвижных объектов передачи — заставок, титров, пейзажей.
Последние достаточно было бы передать один раз и воспроизводить в течение нескольких секунд. Аналогично можно уменьшить число передаваемых фаз движения для воспроизведения изображений медленно движущихся объектов. Однако это не реализовано в современных ТВ системах, что приводит к'информационной избыточности сообщения и усложнению каналов связи. Контраст. Число полутонов (градаций яркости). При наблюдении объектов или их изображений существенную роль играет диапазон изменения яркости — от минимальной Е,„до максимальной Е сп Его принято характеризовать контрастом й = Е,„/Е „. Однако глаз не способен обнаружить сколь угодно малые приращения яркости. Контрастная различительная способность глаза так же дискретна, как и его разрешающая способность. Она ограничивается квантовыми флуктуациями света и собственными шумами зрительной системы.
Минимальное (пороговое) значение яркости светового пятна, обнаруживаемое глазом на черном фоне при тем новой адаптации, назы- вают абсолютным порогом световой чувствительности. На практике чаше приходится различать отдельные детали на некотором фоне с яркостью Е; при этом глаз реагирует на относительное приращение яркости (Š— Еа)/Еа = ЬЕ/Е . Отношение (ЬЕ/Е, ) прн ЬЕ = сьЕ„. называют дифференциальным порогом, нли пороговым контрастом, который зависит от яркости фона, угловых размеров деталей и фона и других параметров.
Зависимость порогового контраста от изменения яркости фока и размера деталей г показана на рис. 2.6. В рабочем диапазоне изменения яркости фона (яркости адаптации) Е в первом приближении можно считать, что(ЬЕ/Еа) = о = 002...005= сопз1— закон Вебера-фехнера. При заданном контрасте й зритель может воспринять вполне определенное количество ступеней изменения яркости — полутонов, т.е. градаций яркости. Оценим их величину.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
