Зубарев Ю.Б. Телевизионная техника (1994) (1143038), страница 18
Текст из файла (страница 18)
На практике нет систем с физически точным воспроизведением параметров потока света. При физиологически точном репродуцировании параметры потока света в пространстве воспроизведения Ф , могут не совпадать (особенно по переменным г и Л) с параметрами потока в пространстве наблюдения Фп,. Однако зрительские ощущения от наблюдения ТВ репродукции, например белых облаков на фоне синего неба, почти совпадают (в пределах накопленных у телезрителя собственных представлений) с ощущениями от наблюдения объекта передачи.
При психологически томном воспроизведении поток света Ф,,(1, х, у) в пространстве воспроизведения может не содержать некоторых переменных, например з и Л, и тем самым не совпадать даже приблизительно с потоком света в пространстве наблюдения Ф„(Л, Г, х, у, г). Однако психологически созданный на основе потока Фп.п(г, х, у) образ позволяет телезрителю достаточно верно судить о содержании объекта наблюдения и таких его признаках, как контуры, форма, соотношение яркостей, направления, скорость движения и т. п. Таким образом, на уровне псичологически точного восгронзведенчя ТВ репродукции с помощью двумерного ахроматического потока света Ф ,.(1, х, у) можно передать основное (для психологического восприятия) содержание видеоинформации, заключенной в пятимерном потоке света Ф, «(Л,т,х, у,г) пространства наблюдения.
Телевизионная репродукция (в дальнейшем изображение) характеризуется следующими параметрами: форматом, абсолютными размерами и геометрическим подобием; четкостью по обеим координатам, предельным числом элементов иэображения, резкостью; яркостью, контрастом и числом воспроизводимых градаций; числом цветовых тонов и их насыщенностью; интенсивностью и видами внесенных помех. Поскольку приемником служит зрительная система человека, то все параметры ТВ изобразкения должны согласовываться с основными данными н свойствами этой системы. 2. Г е о м е т р и ч е с к и е п а р а и е т р ы. Для комфортного восприятия площадь двумерного ТВ изобра- 38 жения должна соответствовать зоне ясного видения при любом расстоянии наблюдения, причем геометрические размеры изображения ограничиваются основанием пирамиды, имеющей между противоположными гранями углы ясного зрения 6=!2' и а=!6'. Форматом ТВ изображения называют отношение размеров горизонтального к вертикальному Ь=Ь/й.
Формат кадра изображения й=гг)0=4/3 (в телевизорах последних моделей это отношение для экранов шнрокоугольных кинескопов уменьшено, а в перспективных ТВС высокой четкости увеличен до 5/3). Абсолютные геометрические размеры изображения определяются оптимальным расстоянием его рассматривания, при котором изображение занимает все поле ясного видения. Из геометрических построений следует, что !ппп йс!и р Ь К!пп,!2~6 й !«пИ8 8, или Ь= =0,28 !ппп й=0,21 !и и, !пп =4,7 й.
Прн расстоянии в 2,5 м размеры изображения должны быть й=0,57 м и Ь=0,7 м, что приблизительно соответствует размерам экранов кинескопов с размерами 61 и 67 см по диагонали. Рассмотренные соотношения применяются в системах ТВ вещания. В прикладных ТВС формат и размеры изображения определяются назначением системы. Для передачи видеоинформации по ТВС необходимо сохранить законы пространственного распределения потоков света при наблюдении и воспроизведении, т.
е. соответствие координат хо уч потока воспроизведения Ф...(х, у) координатам хо у; потока Ф,п;(х, у) пространства наблюдения. Под геометрическим подобием ТВ изображения оригиналу (объекту наблюдения) понимают его способность сохранить постоянство масштабов точек на изображении по отношению к одноименным точкам на объекте. Нарушение геометрического подобия называют геометрическими искажениями изображения. Некоторые виды часто встречающихся геометрических искажений ТВ изображения показаны па рис.
1.6.16. В ТВС есть ряд участков, вносящих геометрические искажения в формируемое изображение, например, это растрообразующие узлы (генераторы строчной и кадровой разверток, отклоняющей системы н электроннолучевого преобразователя). Вследствие несовершенства генерации магнитного отклоняющего поля и недостаточной кривизны экрана кинескопа возникают нарушения геометрического подобия.
В вещательных ТВС допустимые геометрические искажения определяются их заметностью для зрителей Гео 1етрические искажения количественно оценивают коэффициентом, равным отношению разности длин наиболее искаженных элементов изображения к средней длине элементов: А' = (ом и дпип)!0,5(д пп ! дпоп) = 2(дмп. д 1 )/ (д и +д 1и). При К,=005 искажения практически незаметны для большинства зрителей. В прикладных ТВС, например научных, допустимые геометрические искажения могут быть резко уменьшены.
3. Ч ет ко ст ь и р е з к о с т ь. Психологическое понятие «четкость изображения» относится к характеристике воспринимаемого изображения, связывающей его качество с числом мелких деталей в нем. До известного предела качество воспринимаемого изображения растет с увеличением числа мелких деталей. Однако есть предел, после которого дальнейшее дробление деталей не влияет на качество. Четкость объективно связана с разрешающей способностью ТВ изображения или ТВС, которая оценивается числом (в пределах площади изображения) элементов минимальных размеров, способных иметь только постоянную яркость.
Их называют элементами изображения. Разрешающую способность ТВ изображения в данном направлении определяют числом минимальных по размеру элементов, приходящихся на единицу длины. Применительно к рис. 1.6.16, а разрешающая способность изображения по горизонтали п,=Ь)д и по вертикали пп=й/д. Разрешающая способность — количественная мера, определяющая технические параметры репродукционной г) Рнс. 1.б.!б. Виды геометры ческнх нсхвженнй растра системы (например, ТВС) и неизменна для нее. Четкость изображения есть субъективная характеристика, которая существенно меняется от содержания изображения, условий его наблюдения и контраста между деталями. Например, изображенве с максимальным числом элементов, но с малым контрастом, снижающим их заметность, может получить оценку «недостаточно четкое», хотя на самом деле оно четкое, но недостаточно контрастыое.
И наоборот, изображение с меньшим числом элементов, но с ббльшим контрастом между ними может получить характеристику четкого изображения. Однако оно может и не иметь ни одного минимального по размеру элемента изображения, т. е. не имеет четкости. Для исключения этого субъективизма из понятия «четкость изображения» ее оценивают либо по номинальному числу элементов на единице его длины, т, е. по разрешающей способности ТВС, либо по реальному числу различимых зрителем элементов иэображения, определяемому по тестовым изображениям. В первом случае говорят о номинальной четкости изображения, во втором — о реальной.
Близко к понятию четкость стоит такая характеристика, как резкость иэображения, которая определяется пространственными размерами зоны перехода от одного уровня яркости детали изображения к другому. Если эта зона сравнима с размером элемента, то изображение кажется резким, если занимает несколько элементов, то нерезким. Резкость изображения — информационная характеристика скорости изменения яркости на плоскости объекта наблюдения. Поэтому естественны изображение четкие, но не резкие и наоборот. Высшую оценку качества. зритель обычно дает четкому и резкому изображению. В репродукционных системах, использующик Растровый принцип передачи видеоинформации, например в ТВС, четкость изображения и его разрешающая способность связаны с номинальным числом строк в Растре.
Предельным числом строк в растре будет, когда вся плоскость растра расположена в поле ясного зрения при оптимальном расстоянии наблюдения, а высота строки соответствует угловому пределу разрешения глаза 47м!в. Принимая 8=12', 9м!в=1, получаем минимально необходимое число строк в растре (находится на грани различения) з=6)фм1 720. Если принять, что зРительная система сканирует информационно важные Участки объекта наблюдения, например его контуры, проецируя их на плоскость центральной ямки сетчатки глаза, где !р ы=0,4 ... 0,6', то предельное число строк в растре для получения четкого изображения увеличывается до я= 1200 ...
1800. При разработке в 40-е годы текущего столетия систем ТВ вещания из экономических и технических предпосылок было взято число строк к=625, что соответствует немешаюшему восприятию строчной структуры ТВ изображения для 90ого экспертов (рис. 1.6.17). йа а Лйг а(й7 4Ю 44(а Ж айэ Лйз х Рнс. !.б.17. Зависимость относительной оденхн четкости от чне" лв строк Дискретизация изображения по вертикали приводит к снижению разрешающей способности растра (вертикальной реальной четкости) на 20е)7 по сравнению с ыоминальным числом строк в растре 575. Разрешающая способность (четкость по горизонтали изображения) может достигать значений п„=аз, где й— формат кадра изображения, а з — номинальное число строк.
4. Яркость, контрастность, число г р а д а ц и й. Эти яркостные характеристики изображения связаны со способностью оценивать действующий на зрительную систему поток света по мощности. Поскольку зрительная система адаптируется к средней яркости в пространстве наблюдения, например к яркостям фона, внешнего освещения и т, пч то определение количественных величин по названным характеристикам изображения требует введения конкретных ограничений на условия наблюдения.
Максимальная яркость иэображения 5мчх ограничивается значением критической частоты мерцаний. 39 При /„р 50 Гц, т. е. частоте смены полукадров в свстеме, Ьмззяьа 100 кп/м' беэ риска заметности мерцания экрана кинескопа. Следовательно, значения окружающей яркости изображения, в том числе и ярности фона для комфортабельных условий наблюдения, должны быть ЕЪ100 кд/м'. При погашенном луче минимальная яркость ЕмычьО и определяется уровнями внутренних и внешних засветок кинескопа. Если Е,м= 1 кд/м', то контраст изображения на ТВ экране будет й Ема,/Еепз 100.
По МККР для европейских систем ТВ вещания 5„„=70+10 кд/мз и 5 мы = 0,7 кд/м', т. е. й 100. Градациями яркости называют разности яркостей деталей изображения, уверенно замечаемме зрительной системой. Очевидно, самая малая градация яркости связана с пороговой разностью яркостей Лазер. Число различимых градаций яркости определшот числом цье,р, размещаемым в пределах заданного контраста ввображевня. Для диапазона яркостей экрана кинескопа справедлив закон Вебера †Фехне с пороговой контрастностью в худшем случае наблюдения ега= =0,05.
Первым различимым значением яркости ТВ изображения является 5 ьо последним !.,з (1+ +е„,) 5 „. Тогда число различимых градаций яркостей т= (12 К)ЛВ(1+егз) (2 3!9 й)/з,а=94 прн прн еаа 0,05 и 117 при е, =0,04. Следовательно„ при оптимальных условиях наблюдения по МККР на ТВ взображении можно рассмотреть до 100 полутоновых градаций яркости (для сравнения на фотографвческом снимке 30 — 40 полутоновых градаций). 5. Скорость смены кадров. В ТВС в качестве формирователя оптического изображения на приемной стороне используют кинескоп. Его свечение иод действием движущегося луча периодическое импульсное. Поэтому для устранения мерцаний частота возбуждения области экрана должна быть ие ниже 50 Гц.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
