Джакония В.Е. Телевидение (4-е изд., 2007) (1143033), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Изображение последних в принципе достаточно передать один раз, а воспроизводить за счет использования электронной памяти в течение длительного времени. Аналогично можно уменьшить число передаваемых фаз дни>кения для воспроизведения изображениИ медленно движущихся обьектов. Подобные меры по уменьшению информаци- анной избыточности и соответственно упрощению каналов связи реализуются в современных ТВ системах за счет применения в цифровых участках системы преобразований видеоинформации (см. гл. 13). Контраст.
«1нсло полутонов (градаций яркости). При наблюдении объектов или их изображениИ существенную роль играет диапазон изменения яркости Ь вЂ” от минимальной Ь )„до макси- мальноИ Ь „„. Его принято характеризовать максимальным контрастом К „„= Ь ек/Ь м. В пределах этого диапазона ощущение изменения яркости пропорционально не абсолютному приращению яркости ЬЬ = )Ь) — Ьг~, а логарифму ее относительного изменения 1п(«>Ь/Ьг).
Однако глаз не способен обнаружить сколь угодно малые приращения яркости. Коитрастнал различительная способность глаза также 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 1цри темновоИ адаптации), называется абсолютным порогом световой чувсгавительпостп.
На практике чаще приходится различать отдельные детали на некотором фоне с яркостью Ьф, при этом глаз реагирует на относительное приращение яркости (Ь вЂ” Тф)/Ьф = гз« /Ьф. Отношение 1ЬЬ/гкь)с„р при «з« = «>1ея,„называют порогов>ам контрастом, который зависит от яркости фона, угловых размеров детали и фона., а также других и;И>аметров. Зависимость порогового контраста от изменения яркости фона и размера деталей г показана на рис. 2.6. В рабочем диана>оно изменения яркости фона (яркости адаптации) ЬФ в первом прибли копии можно считать, что (ЛТ/Тф)„,р —— и = 0,02...0,005 = сонэк 11ри заданном контрасте К = ь'"я„„/Ь,'„и, зритель может восприн>гть вполне определенное количество ступенеИ изменений яркости— 41 ГЛАВА 2.
Характеристики оптического и ТВ изображений (п2/54)- 0,8 0,6 0,4 0,2 Рис. 2.6. Зависимость порогового контраста (гас/ьф)хар от яркости фона Ьф и размера деталей г 0 — 6 — 4 — 20 2 4 !Кьв полутонов, т.е. градаций яркоспти. Оценим их величину. Первая различимая ступень яркости Ь, = Е' ы+ ггЬ' ы = (1+ р)Ь' м. Следующая ступень яркости Ьг будет также определяться приращением яркости первой ступени на величину агат. Ьг = Ет+ггЬ| — — (1+ гг)~Ь м и т.д. Наконец, последняя ступень яркости Ь' „„= (1+ сг) Х' ы.
Отсюда число ступеней пт или число градаций А определится как А = )!п(Е' „х/Ь~;а)]/!п(1+ гг). Разлагая !п(1+ о) в ряд и ограничиваясь первым членом этого ряда вследствие малости гг, получаем !п(Ь' „„/Ь' ы) 2,3 Ь' „„ (2.5) Яркость природных объектов может изменяться в 106 и более раз. Зрительная система не способна одновременно воспринять весь этот диапазон изменения яркости и сужает диапазон освещенностей на сетчатке из-за адапптации — приспособления к различным яркостям.
Адаптация происходит за счет регулировки освещенности сетчатки путем непроизвольного изменения диаметра зрачка (быстрая адаптация) и выработки глазного пурпура — нейтрального поглощающего фильтра на поверхности сетчатки (медленная — инерционная адаптация). Полагая, что максимальный контраст, ограничиваемый глазом, Ьм„„/Ь м хх 100, а о = 0,05, получаем, что максимальное число градаций, которое глаз будет различать при данных условиях, А - 92.
Яркостными параметрами ТВ изображения являются его средняя яркость (яркость адаптации) Ь„,„д, максимальная яркость Ьиз „„, максимальный контраст Киз мах = Тиз мах/Тиз анп и число полутонов — различимых градаций яркости Аим Средняя яркость, соответствующая наилучшему восприятию, зависит от условий наблюдения, свойств зрения и от содержания изображений.
Практикой установлено, что средняя яркость Ьиз „„= 30 кд/мг вполне достаточна для наблюдения изображения и рассматривания его деталей без особого утомления зрения. При этом максимальная яркость белых деталей изображения может достигать значений Ь„, 200...300 кд/м . Средняя яркость одной и той >ке сцены может быть различной в зависимости от того, в какое время дня она воспроизводится: в солнечный полдень или в сумерки. Но в каждом изображении в боль- с|АСХЪ 1.
Физические осиавы телевидения шиш"пн случаев желательно наличие деталей с яркостями, близкими л /.и, „,,, и Ь„, „„„- О, ограниченными параметрами кинескопа и л ~. ншиими наблюдения изобрюкения. Средняя яркость изображения ;н1чжии изменяться при изменении средней яркости передаваемого п'гы кта. Для этого по каналу связи от телевизионного центра до и1пн минка передается сигнал «постоянной» составляющей (точнее медленно меняющейся составляющей), пропорциональныи средш й яркости оригинала (см.
гл. 15). При воспроизведении ТВ изображений динамический' диапазон применения яркости, контраст К„, п„и число воспроизводимых градаций А„, ограничиваются: ° параметрами кинескопа — размером экрана, яркостью Ьп„„„„ максимальным контрастом в крупных и мелких деталях и др.
(см. гл. 7); ° рациональным выбором режима работы кинескопа — яркостью н контрастом (размахом ТВ сигнала при фиксированном уровне черного), устанавливаемых с помощью оперативных органов управления; ° условиями наблюдения изображения — расстоянием рассматривания, внешней и внутренней (от соседних участков) паразит- ными засветками экрана, размерами деталей и всего изображения в целом. Ухудшение условий наблюдения затрудняет распознавание объектов из-за увеличения порогового контраста. Паразитные засветки Ьппр снижают максимальный контраст репродукции К„, „„, который и так из-за малых размеров экрана и малой средней яркости (по сравнению с соответствующими параметрами оригинала) в большинстве случаев меньше максимального контраста оригинала К„п„,: л„', и„= "' "" "ли < К„, „„< К, „„.
(2.6) из ши1 + ппр Указанные причины приводят к тому, что в репродукции на экране кинескопа в соответствии с (2.5) уменьшается и число градацией оригинала А„т.е. А„< А,. Поэтому повысить качество изображения в ТВ системе можно только за счет улучшения параметров кинескопа и перераспределения градаций по динамическому диапазону изменения яркости репродукции Х,пз ын,... А„,,„пк, а также за счет адаптации ТВ системы к конкретным передаваемым изображениям из широкого ансаллбля изображений с разнылли яркостныл|и параметрами.
Последнее осуществляется с помощью специфин ского освещения передаваемых сцен в соответствии с замыслом ~ ш~р неких работников — режиссеров и операторов, а также с полинины ручного илн автоматического изменения параллстров оптичешш системы (диафрагмированием, использованием светофильтров и з л ). ргжима работы передающихся трубок, уровня черного, кон- ~ )нн тн и т.д. )10, 11).
43 ГЛАВА З. Характеристики оптического и ТВ изображений Езз/Схзз х 1 Рис. 2.7. Форма характеристики передачи уровней яркости ТВ системы при различных значениях т, 1 Ею/Е з ах Перераспределение градаций по динамическому диапазону изменения яркости ТВ изображения осуществляется с помощью изменения формы характеристики передачи уровней яркости системы (от «света до света») в так называемых гамма-корректорах (см. гл.
15). Эта характеристика (за исключением небольшого участка вблизи уровня черного) может быть аппроксимирована степенной функцией ?о ( ?из ?'пазах ~,з'из ызх (2,7) 2.3. Особенности восприятия нвета и объема Восприятие цвета. Ощущение белого цвета соответствует раздражению сетчатки зрительной системы световым потоком, имеющим равномерный спектр в видимом диапазоне Л = 380...780 нм.
Равные по мощности, но различные по спектральному составу световые раздражения вызывают неодинаковое яркостное восприятие. где Ь„ ?„, — яркости объекта и ТВ изображения соответственно. Очевидно, что при 7, = 1 имеет место линейная зависимость яркости деталей изобрвясения от яркости соответствующих деталей оригинала Ь„ = Ь, и пропорциональное воспроизведение полутонов по всему диапазону изменения яркости репродукции (рис.
2.7). Однако в этом случае при А„, < А, несколько градаций объекта воспроизводятся лишь как одна градация репродукции. ??ак следствие, распознаваемость объектов ухудшается. При 7, < 1 за счет увеличения крутизны характеристики в области уровня черного подчеркивается различие и улучшается опознавание мало освещенных деталей, но за счет уменьшения полутонов и ухудшения распознаваемости деталей, яркость которых лежит вблизи уровня белого. При 7, > 1 улучшается опознавание «белых» деталей (за счет «черных»). Этот случай наиболее приемлем не только для черно-белых, но и для цветных кино- и ТВ систем, несмотря на некоторые искажения цветности объектов, так как сюжетно важные детали, как правило, находятся в области большей освещенности.
Поэтому практикой кино и ТВ установлено, что наилучшее качество изображения в большинстве случаев наблюдается при 7, = 1,2... 1,3. 44 ЧАСТЬ 1. Физические основы телевидения Относительное визуальное восприятие яркости в зависимости от длины волны характеризует относительную сиектпральную чувсгпвительностпь глаза н называется кривой относигпельной видносгпи (см.
рис. 1.3,б). Максимум чувствительности зрительной системы лезкит в области Л = 555 нм (желто-зеленая область). Как в сторону коротких волн (снне-фиолетовая область), так н в сторону длинных (красная область) чувствительность падает. Прн наблюдении окружающего мира глаз видит предметы, отличающиеся не только по яркости, но и по окраске. При этом их можно сравнивать иак по цвету, так и по условной яркости — светлоте. Например, два равиоизлучающих поля (игелтое и синее) воспринимаются как поля с разной светлотой. При воспроизведении изображений в одном цвете наблюдатель лишен возмонсности сравнивать предметы по пх окраске и может отличать их лишь по светлоте. Ощущение цвета возникает при раздражении сетчатки световым потоком с резко выраженной неравномерностью спектра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
