Джакония В.Е. Телевидение (4-е изд., 2007) (1143033), страница 9
Текст из файла (страница 9)
В частности, для сокращения объема передаваемой информации были уменьшены поле зрения, разрешающая способность ТВ систем и число мельканий изображения, а также не передавалась информация о его цвете и объеме. В то же время применялись системы более простые в реализации, но с большой информационной избы~очностью — с постоянными неадаптируемнми параметрами для передачи обширного ансамбля всевозможных изображений. Подобным образом были реализованы вещательные ТВ системы с «постоянной» разрешающей способностью во времени и в пространстве (по полю изображения) для наблюдения любых статических и динамических изображений только в пространственном угле, равном углу ясного зрения са„'.
Исходя из этого условия и в соответствии с форматом центральной зоны сетчатки (называемой з>сеятьм пятном) была выбрана величина формата кадра й = Ь)'д = 4/3, где Ь, Ь вЂ” ширина и высота кадра соответственно (рис. 2.4). Для рассмотрения ТВ изображения, расположенного в угле ясного зрения наблюдатель должен находиться от экрана приемной трубки на определенном расстоянии, на котором изображение полностью проецируется в зону ясного зрения. Из ж омгтрических соображений оптимальное расстояние рассмотри>ннпш можно определить как ),вч = 5Ь.
При меньшем расстоянии и ч бр;окепне не полностью проецируется в зону сетчатки с максим;тьной разрешающей способностью, а при большем — в эту зону и ~тдн ют и посторонние объекты, окружающие экран ТВ приемника. ')нгял,тсзнентов разложения изображения )ч' также должно Со~ очч ~ ~ ч н>ннегь числу элементарных участков поля ясного зрения )ч,. Е~ чн п1>ння пь конфигурацию элемента разложения в виде квадрата ГЛАВА 3. Характеристики оптического и ТВ изображений 87 или окружности (для одинаковой четкости изображения в вертикальном и горизонтальном направлениях), то число элементов разложения изображения определится как Лг = )сгз (где =.
— число строк, т.е. число элементов по вертикали: й — число элементов в строке). Тогда для опознавания Лг, деталей в неподвижном изображении в ТВ системе с неподвижным (статическим) растром число элементов разложения дол кно быть Лс > 4Лг, из-за того, что мезклу деталями должны воспроизводиться и промежутки по вертиссали и горизонтали размером не менее одного элемента разложения. Отсюда требуемое число строк разложения при данных условиях определится как 2 ~М„/4 = 2 '!,7 !О !!! а!О.
Однако взаимное расположение деталей и строк растра моясет быть различным (см. рис. 2.4,5). В зависимости от этого в вертикальном направлении будут воспроизводиться детали размером либо А/з,либо 26/ж Это делает неоднозначным оценку значения четкости изображения по вертикали; поэтому для уверенного различения в ТВ изображении 0,7 10е 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 ослохснена весьма значительным увеличением требуемой полосы пропускания каналов связи из-за соответствующего расширения спектра ТВ сигнала.
Системы ясе с искусственным тремором растра также сложны в реализации. Для вещательной системы, использующейся в нашей стране, в конце 40-х годов было выбрано число строк разложения з = 625 (ГОСТ 7845-92). Число строк разложения з = 625 определяет номинальную четкость ТВ изобрансения. При этом различимость строчной структуры растра на оптимальном расстоянии рассматривания оказывается вблизи порога разрешающей способности глаза. В то же время подобная система в принципе может обеспечивать воспроизведение как одиночных деталей, так и множества черно-белых деталей Лг = Йзз = 0,5 10е с шахматной структурой расположения, по размеру равных одному элементу разлолсения А/в.
Размер воспроизводимых деталей обычно оценивается в относительных единицах как определенная часть высоты изображения й. Число кадров, передаваемых в одну секунду. Частота мельканий. Зрительное восприятие дискретно во времени. Одиночный световой импульс длительностью 1е может быть обнаружен только при условии, что время действия его на глаз конечно, т.е. Се > 1ер (рис. 2.5).
Причем время 1„, зависит от освещенности сет!атки Е„т.е. от мощности сигнала. Иными словами, установлено, что Е,1ар — — сонэк При переменном значении Е,(с) суммарное воздействие светового сигнала долзкно достигнуть вполне определенного бк с1АСТЫ. Физические основы телевидения и/ь„,,„ 1/в Рис. 2.5. Визуальное ощуще- ние яркости Ь,,(1)/Б„,, периодически излучающего источника с яркостью Ьа/Ьо значения для его обнаружения: Гвр Е (й) сЫ = сопзС. о Минимальное время накопления имеет граничное значение е„р, называемое критической длительностью.
Различные исследования дают большие расхождения в значениях 1„р, что объясняется различными условиями проведения опытов: бакр меняется в пределах от сотых (при больших яркостях) до десятых (при малых яркостях) долей секунды. После прекращения действия светового потока, возбуждающего сетчатку (см. рис, 2.5), глаз как бы продолжает свидеть» источник с яркостью, спадающей во времени по экспоненциальному закону гвнв(С)/бвнвгввх = (Со/Согввх) ехр( 1/е) где Ь,„,(г)/Ь,„,, — значение визуальной яркости во время 1, прошедшее после прекращения возбуждения; Ьо/Ьо,„— яркость возбуждения; с - 0,05...0,1 с — постоянная времени, характеризующая инерцию зрения и отсчитываемая как с = 1, при котором кажущаяся яркость уменьшается в е раз. Постоянная времени с является функцией яркости и уменьшается при ее увеличении.
Параметр с определяет критическую частоту мельканий /„р, представляющую собой наименьшую частоту повторения импульсных 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 адаптации), размеров ввплькагощего участка и т.д. Зависимость критической частоты мелькпиий от яркости подчиняется общему психофизическому — логарифмн некому закону зрительных восприятий: (2.3) У„хв по 18Ь,„+ до, ппп 1„п средняя яркость, кд/м; ап = 9,6; бп = 26,8 — коэффицпииты, устинов пенные опытным путем. ГЛАВА 2. Характеристики оптического н ТВ изображений 39 При частоте повторения, равной и.ли большей критической, визуальная яркость Ь, прерывисто излучающего источника может быть определена как средняя за период повторения Т вЂ” закон Тэльбота; гг — .5а(1) а.
т/, (2.4) Дискретное во времени воспроизведение изображений отдельных мгновенных положений (фаз) движущихся предметов воспринимается как слитное движение, если число фаз (кадров) в единицу времени больше или равно некоторому числу пф и если смещение предмета в соседних фазах незначительно, т.е, если относительная скорость движения предмета в кадре невелика. Из многолетнего опыта кино установлено, что для восприятия плавного движения объекта в большинстве случаев достаточно передавать порядка 20 отдельных фаз двигкения в одну секунду. Поэтому с учетом (2.3) и (2.4) для съемки и воспроизведения изображений в современных системах кино выбрано 24 неподви>кных кадра в одну секунду.
Однако при этом частота мельканиИ у, киноэкрана получается значительно меньше критической. Для того чтобы у к ) ) р, приходится перекрывать световой поток кинопроектора непрозрачной заслонкой — обтюратором, не только при продергивании пленки во время смены кадра, но и дополнительно еще один раз во время проекции неподвижного кадра на киноэкран.
Тогда )' „= 48 Гц, что для киноизображений в большинстве случаев является достаточным. По аналогии в ТВ вещании число кадров и, передаваемых в одну секунду, было принято равным 25. При этом частота мельканий яркости экрана у „= 2п = 50 Гц за счет использования чересстрочного разложения (см. гл, 3) и соответствует частоте кадровоИ развертки. Это было сделано из сообрэлсений равенства ее частоте промышленной сети для уменьшения заметности помех от электросети — характерных динамических (геометрических и яркостных) искажений изображения. Однако в телевизионных системах процесс воспроизведения изображений с относительно большими значениями средней яркости экранов значительно более сложен, чем в кино.
Яркость каждой точки киноэкрана практически постоянна во время проекции одного кадра в течение около 20 мс (с учетом перекрытия светового потока обтюратором). В телевизионном же изображении каждая точка экрана возбуждается электронным лучом кинескопа только в момент передачи одного элемента изобраясения, т.е. в течение примерно 0,1 мкс. Поэтому, несмотря на весьма высокие значения мгновенной яркости экрана под электронным лучем и на послесвечение люминофора после его возбуждения, яркость каждого элемента ТВ изобрсокеиия отличается большой неравномерностью в течение кадра, н шачепие среднеИ яркости сравнительно невелико и, главное, зна- и) «!АСТЫ.
Физические основы телевидения пгп лько меньше мгновенпоИ под лучом. Как следствие, при про- ~ м~щм ТВ передач на расстоянии меньшем оптимального эта нерави ап р!пять становится заметной, особенно на сравнительно больших д>талях Поэтому увеличение частоты мелы аниИ яркости экрана до 100 Гц (за счет использования в современных приемниках элек- тронпоИ памяти для повторного воспроизведения кадров) позволяет улучшить качество воспроизведения изображений. Для опознавания образа он должен наблюдаться на экране не менее 4...5 с, что определяется пропускноИ способностью зритель- поИ системы. Это справедливо как для движущихся, так и для неподвижных объектов передачи — заставок, титров, пейзажей и т.п.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
