Джакония В.Е., Гоголь А.А., Друзин Я.В. Телевидение (4-е издание, 2007) (1143036), страница 9

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 9)

рис. 2.4,5). В зависимости от этого в вертикальном направлении бупут воспроизводиться детали размером либо 5/г, 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 осложнена весьма значительным увеличением требуемой полосы пропускания каналов связи из-за соответствующего расширения спектра ТВ сигнала. Системы же 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 изобрангения. 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 Ю = йзз - 0,5 10е с шахматной структурой расположения, по размеру равных одному элементу разлонсения 1з/к. Размер воспроизводимых деталей обычно оценивается в относительных единицах как определенная часть высоты изображения 6. 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. ~е > 1ер (рис. 2.5). Причем время 1,р зависит от освещенности сетчатки Е„т.е. от мощности сигнала.

Иными словами! установлено, что Е,гар — — сонэк При переменном значении Е,(г) суммарное воздействие светового сигнала должно достигнуть вполне определенного 88 с1АСТЫ. Физические основы телевидения ьП.„,,„ 1/е Рис. 2.5. Визуальное ощуще- нне яркости Ь,„,(1)/ь... периодически излучающего ис- точнякз с яркостью Ле/Ье„, значения для его обиарузкения: Гвр Е (1) Й = сопзС.

о Минимальное время накопления имеет граничное значение 1„», называемое критической длительностью. Различные исследования дают большие расхождения в значениях 1„р, что объясняется различными условиями проведения опытов: 1„р 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 «видеть» источник с яркостью, спадающей во времени по экспоненциальному закону г'внв(г)/.бвнзвгвх = (Ее/Еогпвх) ехр( г/т) где Ь,„,(г)/Ь,„, „„— значение визуальной яркости во время $, прошедшее после прекращения возбуждения; Ез/Ье — яркость возбуждения; г - 0,05...0,1 с — постоянная времени, характеризующая инерцию зрения и отсчитываемая как з = 1, при котором кажущаяся яркость уменьшается в е раз.

Постоянная времени т является функцией яркости и уменьшается при ее увеличении. Параметр х 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 (ярносгаи адаптации), размеров мелькающего участка н т.д.

Зависимость критической частоты мелькпннй от яркости подчиняется общему психофизическому — логарнфмн некому закону зрительных восприятиИ: (2.3) У„ вх ао 18 Ь,р + йо, аи /„п средняя яркость, кд/м; ао = 9,6; Ьо = 2б,8 — коэффнюн и гы, усталое,ленные опытным путем. ГЛАВА 3. Характеристики оптического н ТВ изображений 30 При частоте повторения, равноИ или большей критической, визуальнвл яркость Ь, прерывисто излучающего источника может быть определена как средняя за период повторения Т вЂ” закон Тальбота; (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 неподвихсных кадра в одну секунду. Однако при этом частота мельканиИ у, киноэкрана получается значительно меньше критической. Для того чтобы (е„> гер, приходится перекрывать световой поток кинопроектора непрозрач- ноИ заслонкоИ вЂ” обтюратором, не только при продергивании пленки во время смены кадра, но и дополнительно еще один раз во время проекции неподвижного кадра на киноэкран. Тогда у" „= 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 кадровой развертки. Это было сделано из сообрвлсений равенства ее частоте промышленной сети для уменьшения заметности помех от электросети — характерных динамических (геометрических и яркостных) искажений изображения. Однако в телевизионных системах процесс воспроизведения изобрзлсений 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 назидал точка экрана возбуждается электронным лучом кинескопа только в момент передачи одного элемента изображения, 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 изоброэкения отличается большой неравномерностью в течение кадра, н шачение средней яркости сравнительно невелико и, главное, зна- и) «!АСТЫ.

Физические основы телевидения попона!о мгпьпп: мгновенной под лучом. 14ак следствие, при про- ~ мог)и ТВ передач на расстоянии меньшем оптимального эта неравш ам рпогть становится заметной, особенно на сравнительно больших л) талих Поэтому увеличение частоты мельканий яркости экрана до 100 Гц (за счет использования в современных приемниках электронной памяти для повторного воспроизведения кадров) позволяет улучшить качество воспроизведения изображений.

Для опознавания образа он должен наблюдаться на экране не монее 4...5 с, что определяется пропускной способностью зрительной системы. Это справедливо как для двиясущихся, так и для неподви>кных объектов передачи — заставок, титров, пейзажей и т.п. Изображение последних в принципе достаточно передать один раз, а воспроизводить за счет использования электронной памяти в течение длительного времени.

Аналогично можно уменьшить число переда; ваемых фаз движения для воспроизведения изображений медленно движущихся обьектов. Подобные меры по уменьшению информационной избыточности и соответственно упрощению каналов связи реализуются в современных ТВ системах за счет применения в цифровых участках системы преобразований видеоинформации (см. гл. 13). Контраст. «1исло полутонов (градаций яркости). При наблюдении объектов или их изображений существенную роль играет диапазон изменения яркости Ь вЂ” от минимальной Ь )„до максимальной Ь „„.

Его принято характеризовать максимальным контрастном К „„= Ь „„/Т )„. В пределах этого диапазона ощущение изменения яркости пропорционально не абсолютному приращению яркости «гЬ = )Х) — Ьг~, а логарифму ее относительного изменения 1п(ЬЬ/Ьг).

Однако глаз не способен обнаружить сколь угодно малые приращения яркости. Контрастпол 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 (при темновой адаптации), называется абсолютным порогом световой чувствительности. На практике чаще приходится различать отдельные детали на некотором фоне с яркостью Ьф, при этом глаз реагирует на относительное приращение яркости (Ь вЂ” Ьф)/ЬФ = Ь« /Ьф.

Отношение (ЛЬ/1,ф)„„р при ЬЬ = ЬЬ„;„, называют пороговым контрастом, который зависит от яркости фона, угловых размеров детали и фона., а также других и!))~пиетров. Зависимость порогового контраста от изменения яркости фона и размера деталей г показана на рис. 2.6. В рабочем днапаиип изменения яркости фона (яркости адаптации) ЬФ в первом прибли копии можно считать, что (Ль/Т,ф)„,р — — о = 0,02...0,005 = сонэк 11рн заданном контрасте К = Ь,'„„„/Ь,'„,„ зритель молсет восприпгггь вполне определенное количество ступеней изменений яркости— ГЛАВА 2. Характеристики оптического и ТВ изображений 41 0,6 0,4 0,2 Рис. 2.6. Зависимость порогового контраста (Сгь/ЕО)„,р от яркости фона ЬО и размера деталей г 0 б 4 — 20 2 4 1Кьо полутонов, т.е. градаций яркости.

Характеристики

Список файлов книги