Джакония В.Е., Гоголь А.А., Друзин Я.В. Телевидение (4-е издание, 2007) (1143036), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Физические основы телевидения аь )г в) а) г) 6 в) ж) Рис. 4.1. Геометрические искажения изображения, возникающие из-за иска- жении формы растра е при трапецеидальных искажениях, возникающих из-за нарушения ортогональности оптической или электрической оси к плоскости изображения (рис. 4.1,в): й„, = 2 100%; (г — )г )г+)г (4.2) ° при искажениях типа «параллелограмм», возникающих из-за нарушения ортогональности отклоняющих полей строчной или кадровой развертки (рис. 4.1,г): Й„„= 2 100%; 1) г — ).тг Рг + 1)г (4.3) ° при несоответствии формата кадра на передаче и приеме (в/)т) ф ~ (б/л„) ~ (6„/Ь) из-за нарушения соотношения размеров растра по вертикали или по горизонтали, т.е.
значений отклоняющих полей кадровой или строчной развертки (рис. 4.1,д,е). Оценка величин искажений в большинстве случаев нецелесообразна, так как искажения этого вида легко корректируются с помощью оперативных регулировок размеров изображения по вертикали и горизонтали; ° при воздействии на отклоняющие поля низкочастотных периодических помех (рис.
4.1,ж). Г< ометрические искажения возникают также из-за неидентичногтн относительных скоростей движения лучей передающей и при- ~ кон~0 трубок по вертикали или (и) горизонтали. Практически это члщг нщто происходит при нарушении на одной из сторон услоянн постоянства скоростей движения луча по вертикали или (и) горн ннпллн нкк н()) = ааг, те. из-за нелинейности токов кадровой няк (н) строчной развертки В этом случае геометрические искахее- ГЛАВА 4.
Искажения телевизионного изображения а) б! Рнс. 4.2. Геометрические искажения изображения, возникающие из-за нелинейности сигналоа кадровой (а) и строчной (б) разверток приемника (при Линейных разверткаХ на ТЦ) ния в вертикальном и горизонтальном направлениях соответственно (рис. 4.2,а,б) оцениваются следующим образом; )с„, = 2 '" '" . 00%; й,„= 2 "" '" 100%, (4.4) )агпах + йппп " Ьтах + аппп где Ь „„Й ы (б „„, б,п) — экстремальные значения высоты (ширины) элементов телевизионной испытательной таблицы типа «шахматное поле» на экране кинескопа.
Нелинейность развертки до 5 % в любом направлении практически незаметна, а при нелинейности (8...12) % изображение воспринимается еще как хорошее. Измерение величин геометрических искажений изображений производится по квадратным или прямоугольным испытательным элементам, входящим в состав специализированных (например, «шахматное поле», см. рис. 4.8) или универсальных испытательных таблиц. Визуальную оценку искажений и их коррекцию удобнее проводить по испытательным элементам в виде окружностей, так как искалсения формы этих испытательных элементов более заметны: оценка производится дифференциально по сравнительно большой площади таблицы и нарушение любой части окружности в любом участке поля изображения четко отмечается зрительной системой.
4.3. Полутоновые (градационные) искажения Полутоновые искажения ТВ изображения возникают, как было отмечено в равд. 2.2, из-за уменьшения динамического диапазона изменения яркости оригинала — максимального контраста ХС „„(2.6), 1и ЧАСТЫ. Физические основы телевидения и ми ш пня условий наблюдения изображения (паразитных засветок, ~я ок ров изображения и его деталей и тд.) и, как следствие, из-за у~или ~гния порогового контраста (Ь?/?«Ь)„,р.
В результате число полутонов (число пороговых градаций яркоюии) .4е, в ТВ изобрюкении уменьшается по сравнению с числом полутонов А, при непосредственном наблюдении оригинала. В связи г чтим ухудшается распознавание объектов. Для улучшения распознаваемости деталей при А„, = сопз1 (Л'к, = сопз1, Ь„, к, = сопз1) приходится перераспределять это число градаций по динамическому диапазону изменения яркости репродукции — увеличивать число полутонов в сюжетно важногг учасгпке диапазона в области белого, т.е.
для хорошо (и специально) освещенных деталей изобралсения (за счет ухудшения распознаваемости объектов — уменьшения числа градаций, в области черного). Подобная операция производится с помощью гамма-корректора (см. гл. 15). Она сводится к тому, что форма характеристики передачи уровней яркости ТВ системы изменяется гамма-корректором так, чтобы она соответствовала параболической функции с показателем степени ус = 1,2...1,3 (слс рис, 2.7). Форма характеристики передачи уровней яркости системы определяется формой световых характеристик фотоэлектрических преобразователей свет — сигнал и сигнал — свет, а также формой амплитудной характеристики (АХ) тракта передачи сигнала яркости. Как правило, АХ тракта передачи ТВ сигнала — зависимость выходного напряжения от входного ?7,в„= Д?7,„) — линейна.
Поэтому нелинейные искажения сигнала яркости в тракте передачи, как правило, сравнительно мало влияют на число воспроизводимых градаций. Основное влияние на полутоновые искажения оказывают параметры световых характеристик преобразователей. Помимо того, что форма этих характеристик для различных датчиков ТВ сигнала различна, большое значение имеет и разброс характеристик передающих н приемных трубок, так же как и выбор рациональных режимов их работы. Поэтому каждый датчик ТВ сигнала содергкит индивидуальный гамма-корректор, форма АХ которого выбирается с учетом номинальной усредненной формы световой (модуляционной) характеристики кинескопов. Все зти причины создают большие трудности по реализации оптимальных условий воспроизведения полутонов, число которых < плыло зависит и от конкретной индивидуальной настройки режиме работы кинескопа (органы управления «Яркость» и «?чонтрастшк-тъ» ТВ приемника).
'1'пк как номинальное число градаций в соответствии с (2.5) для < пеппи и льно крупных деталей достигает нескольких десятков, то ~ли рлз инно измерить число воспроизводимых градаций ТВ репродукции п1ппггически не представляется возможным. Поэтому для ориентщкякниой оценки качества воспроизведения полутонов использу|от, 67 ГЛАВА 4. Искажения телевизионного изображения и а1 б! Рис.
4.3. Испытательные сигналы для формирования шкалы перепадов яр- кости на экране ТВ приемника и,г (а) н для измерения нелинейных иска- женнй ТВ сигналов и,а (б); и', и„— сннусондальная насадка, выделенная полосовым фильтром нз сигнала и,а на выходе тракта нлн его участка (а) ) 'Отмах — тттшш 100 % гл (4.5) где пь „„, яз ш — экстремальные значения размаха синусоидального сигнала, пропорциональные соответствующим значениям крутизны АХ (дифференциальному усилению на частоте 1,2 МГц). Для более точного описания нелинейности АХ целесообразно использовать раздельную оценку коэффициентов нелинейных искажений для областей белого и черного: /снв = 100 %; йнч = " 100 %, (4.6) т„, тиа где гпв, тч — экстремальные значения размаха сннусоидального сиг- нала в областях белого и черного соответственно; тп,р — размах сиг- нала в середине пакета сипусоидальных колебаний (рис.
4.3,в). как правило, 10-градационный клин — горизонтальную шкалу уровней (перепвдов) яркости от Е ы до Ь „„, каждый элемент которого отличается по яркости от соседнего на несколько пороговых градаций (см. рис. 4.9). В оптических телевизионных испытательных таблицах (ТИТ) используют шкалы с логарифмическим, квадратичным или линейным распределением яркости вдоль шкалы. В электронных ТИТ эта шкала создается с помощью 10-ступенчатого сигнала с равномерными перепадами напряткения («ступеньками») (рис. 4.3,а). Нелинейные исквлсения сигнала яркости, возникающие из-за нелинейной формы АХ тракта передачи, также оцениваются с помощью ступенчатого или пилообразного сигнала.
Для удобства измерений в этот сигнал вводятся синусоидальные колебания с частотой 1,2 МГц и размахом порядка 10 % от размаха сигнала яркости (рис. 4.3,б). На выходе тракта или его участка синусоидвльная насадка выделяется волосовым фильтром (рис. 4.3,в). Коэффициент нелинейных искажений определяется по формуле ЧАСТЬ Ь Физические основы телевидения Изменение числа воспроизводимых градаций по полю изобралсения мо кет вызвать также неравномерность яркости фона, возникаюшую из-за специфических искажений в передающих трубках («черное пятно», см.
гл, 6) и пе ~сткой фиксации уровня черного ТВ сигнала (см. гл 15). Наилучшее ка |ество изобрюкения получают установкой (методом последовательных прибли кениИ) оптимальных значениИ яркости и контрастности изображения на экране кинескопа так, чтобы добиться максимально возможного числа различимых глазом уровнеИ яркости градационной шкалы (см. рис. 4.9). При различении 8-9 градаций яркости шкалы качество ТВ изображения считается хорошим.
4.4. Искажения яркости мелких деталей и вертикальных границ крупных деталей (искажения четкости и резкости) Четкость изображения оценивается относительным размером минимальной детали, воспроизводимой ТВ системой, а резкость— относительным размером границы между фоном и деталью с равномерной яркостью; причем длительность сигнала от этой детали должна превышать длительность переходных процессов в системе (см. гл. 2). Размеры деталей и границ измеряются в относительных единицах — по отношению к высоте изображения И, а четкость определяется в условных единицах — телевизионных линиях (ТВЛ).
Например, если визуально на репродукции различаются детали размером не менее (1/500)Ь, то четкость изображения составит 500 ТВ линий. Параметры четкости и резкости изображения связаны между собой,так как характеризуют способность системы реагировать на быстрые изменения яркости оптического изображения. В отличие от фото- и кинорепродукций четкость ТВ изображения оценивают раздельно по вертикали и горизонтали из-за того, что их значения ограничиваются разными факторами.
Номинальная четкость изображенил ло вергиикали определяется дискретной структурой растра — числом строк разложения изображения - = 625. Так как конфигурация одного элемента изображения принимается в виде квадрата или окружности размером Й/г, то вдоль строки изображения долнсно содержаться пропорциональное число элементов разложения: в соответствии с форматом кадра 1 = Ь/й = 4/3 оно определится как И- = (4/3)625 = 800. Номинальная четкость изабразгсенпл по горизонтали зависит в ~н полном от ширины спектра сигнала яркости, так как высокочаг-ин пыг составляющие спектра несут информацию о мелких деталях и п~ГИпокопия и качество их передачи определяет разрешающую спо- ~ обпюкп.
ТВ системы в этом направлении. Четкость ТВ изобраясения принципиально не моясет превышать г< поз1нпапьпое значение из-за ограничений, накладываемых норми- ГЛАВА 4. Искажения телевизионного изображения рованными параметрами системы — числом строк в = 625 и шириной спектра Ьу' = 6 МГц сигнала яркости, определяющих воспроизведение минимальной детали в вертикальном и горизонтальном направлениях соответственно.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
