Джакония В.Е., Гоголь А.А., Друзин Я.В. Телевидение (4-е издание, 2007) (1143036), страница 132
Текст из файла (страница 132)
Под ее обработкоИ понимают процесс, в результате которого контрольно-измерительная 581 ГЛАВА 22. Телевизионный контроль и измерения Таблица 22Л информация становится максимально подготовленноИ для последующих операций — представления оператору, ввода в ЭВМ и тд. На практике основные возмозкности данного ТВ тракта обычно характеризуют рядом показателей. Это позволяет достаточно надежно предсказать ожидаемое качество воспроизводимого ТВ изображения. Качественные показатели ТВ изображения условно можно подразделить на световые и растровые. Световые показатели изображения — максимальная яркость, контраст, число воспроизводимых градациИ яркости, диапазон воспроизводимых цветов, качество цвгтоперсда !н, и ткостгч резкость, а также различные искажения, прони.н!поп!н! ся н и,!Руп!ниии распределения яркостей и цветпостей в цзобриоксппи.
Растровые показатели — это Разморь! и формат кадра, нелинейные и геометрические нскаокспия растра, возникающие в передающих и приемных устройствах, которые в основном нарушают геометрическое подобие принятого изображения его оригиналу. Сюда же можно отнести показатели, характеризующие качество совмещения растров в передающей и приемной аппаратуре, стабильность их положения.
Качественные показатели ТВ растров практически не связаны с характеристиками ТВ канала, а определяются развертывающими устройствами передающих и приемных трубок. Для аналоговых ТВ систем характерны такие виды искажений, как размытость границ, повторные изображения, цветные окантовки, искал!ение яркости и цветности, хаотические изменения яркости и цветности и т.д.
Эти искажения обусловлены различными нарушениями работы ТВ тракта, и одной из основных задач ТВ измерениИ является оценка их величин и выявление источника искажений. В цифровом ТВ некоторые искажения изображения, связанные с процессом кодирования и дефектами цифрового сигнала !дров!ание, цифровые ошибки и т.д.), отличаются от искажениИ, характерных для аналогового ТВ, и проявляются, например, в виде блочной структуры, специфических шумов и т.д. Как в аналоговых, так и в цифровых системах искажения могут зависеть от содержания передаваемого изображения. Классификация методов измерения качества изображениИ представлена в табл. 22.1. В соответствии с представленной классификацией оценка качества изобрюкений может быть субъективной или обьективноИ, прямой или косвенной.
Субъективные измерения являются результатом ззАСТЬ ГЧ. Телевизионное вещание опенки наблюдателями качества изображения. Объективныо измерения выполняют с помощью аппаратуры. При этом показания счнтываются операторами яли автоматически с использованием математического алгоритма. Прямые измерения выполняют на материале, представляющем интерес. в данном случае на изображениях. Косвенные измерения осуществляют, обрабатывая специально разработанные тестовые сигналы, при этом оценивается не качество изображения, а параметры видеосигнала. Субъективные измерения выполняются только прямым способом, так как мнение наблюдателей относительно тестового сигнала не особенно значимо для оценки качества нзобралсення.
(Однако экспертныИ взгляд на кадровый тест-сигнал полезен как способ определить характер искажения сигнала.) Контроль качества можно осуществлять в процессе передачи во время отображения программы, непосредственно оценивая программный материал, или косвенно, по сигналам испытательных строк, а также периодически в перерывах между передачами.
При периодическом контроле, соответствующие испытательные сюжеты используются для прямых измерений, а кадровые испытательные сигналы — для косвенных измерениИ. Хотя в системах гУТЯС, РАБ, БЕСАМ происходит сокращение объема передаваемой информации, они рассматриваются как системы, не использующие снсатие. Измерения качества сигнала (объективные косвенные) — хороший способ определить качество изображения для таких систем, поскольку имеется сильная математическая корреляция между субъективными измерениями, сделанными по изображениям в системе, и объективными измерениями, сделанными по соответствующим испытательным сигналам в тоИ же системе. Корреляция несовершенна для всех тестов. Существуют искажения в композитных системах, типа ложных цветовых сигналов, вызванных высокочастотной составляющеИ яркости, которые трудно измерить объективным способом.
Такнсе возможны объективные измерения, которые не соотносятся прямо с субъективными результатами. Однако такие объективные результаты часто очень полезны, потому что их эффект будет замечен наблюдателем, если изображения обработаны таким же образом неоднократно — например, многократная перезапись изображения, использующая аналоговое устройство записи изображений на ленту. Е1екомпрессированная аналоговая система и цифровая система в полной полосе частот являются линейными, т.е. система инвариантна ко времени. сигнал независим н применима суперпозиция. Качество гипила измеряют по соответствующим испытательным сигналам, по игкюкспиям которых определяют качество канала передачи или характеристики обработки изображений.
Эти испытательные сигналы могут быть очень короткими, например, одна строка в вертикальном интервале. Качество сигнала несжатых изображений остается 583 ГЛАВА 22. Телевизионный контроль и измерения критическим в системах, которые используют компрессию, по нескольким причинам: ° видеопоследовательности на входе компрессионного кодека должны быть точными, в согласии с соответствующил1и стандартами, а качество — высоким насколько возможно, чтобы обеспечить эффективное кодирование; ° обработка изображений типа добавления заголовков и специальных эффектов не может быть выполнена в сжатой области; е не всегда в производстве целесообразно использовать сжатие изза стоимости и качества кодеков сжатия; ° для различных форматов сжатия единственное условие быть обмененными — полный уровень скорости передачи информации (в битах). Это приводит к жестким требованиям для испытания аналоговой и цифровой части с полной полосой. С появлением цифровых систем оценка качества изображений становится более сложной.
Основным преимуществом цифровых методов обработки изображений является возможность кардинального сокращения объема передаваемой информации и обеспечения сягатия и передачи нескольких ТВ программ в одном радиоканале. При этом ранее используемые методы испытания качества изображения неприменимы для оценки кодеров, так как традиционные испытательные сигналы и изображения легко сжимаются с небольшими искажениями или потерями. Поэтому измерение оценки качества изобралсения требуют прямого метода, использующего естественные сюжеты, или эквивалентные, которые намного сложнее, чем традиционные испытательные сигналы.
22.2. Контроль качества изображений в аналоговых телевизионных системах 22.2.1. Субъективный контроль качества изображений При оценке изменения качества ТВ изображения в зависимости от уровней искажений или помех в ТВ сигнале применяют методы субъективно-статистических экспертиз. Поскольку основой таких экспертиз является использование специальных и универсальных испытательных изображений, им должно быть уделено особое внимание. В качестве испытательных выбирают изображения, близкие по характеру к наиболее часто встречающимся в практике ТВ вещания. Это изображения человеческого лица (крупный и средний план), групп людеИ, пейзажей и архитектурных композиций с большим числом деталей разного размера.
Эти изображения должны иметь достаточную гамму полутонов и содержать контрастные переходы (яркостные и цветовые). С учетом требованиИ учебного ТВ 584 'ЧАСТЫ е'. Телевиеионнае вещание этот перечень можно дополнить изображениями, содержащими надписи, формулы, графический материал и тд. Для оценки систем цифрового телевидения требуются подвижные изображения. При рассмотрении различных видов искажений, как правило, приводятся зависимости ухудшения качества ТВ изображения от искажений, возникающих в ТВ тракте. Это важно при установлении норм, а также при разработке измерителей, в том числе для автоматической оценки качества ТВ изображений. Субъективные экспертизы проводят в соответствии с определенной методикой, которая регламентирует испытательные изображения, выбор наблюдателей, шкалы оценок, условия наблюдения, по-.
рядок проведения измерений и обработку их результатов. В ряде случаев такие экспертизы могут быть дополнены инструментальными измерениями, сущность которых заключается в применении специальным образом сформированных полей сравнения, яркостных и цветовых отметок. При выборе наблюдателей предпочтение обычно отдают неспециалистам, особенно, если в результате измерений необходимо определять допуски на искажение.
Следует только избегать участия наблюдателей, имеющих значительные пороки зрения. При субъективных экспертизах наблюдатели должны знать методику проведения эксперимента, шкалы оценок в диапазоне ухудшений изображений, используемых в ходе эксперимента. Наблюдателей должно быть, по крайней мере, десять.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
