Зубарев Ю.Б. Телевизионная техника (1994) (1143038), страница 31
Текст из файла (страница 31)
Частотный состав ПТВС внутри номинальной полосы определяетсв содержанием объекта наблюдения н применяемым принципом линейно-строчной развертки. При передаче неподвижных объектов, показанных на рис. 2.1.5, получаются ПТВС, имеющие строго повторяющуюся форму в масштабе длительностей строк, полей и кадров.
Поэтому ПТВС, показанный на рис. 2.1.6, г, можно представить в виде набора спектральных компонент и(г)=~~~', ~~~', Ц, жсоз(2н(пгс+тгп)г+фва). где п, т — номеРа гаРмоник частоты стРок 1е и полей ф,„=ф дф — фазовый угол спектральных компонент; 0«,, — амплитуды спектральных компонент.
рис. ЗЛ.З. Примеры типичв ) иык иаображеиий Каждый член суммы ()щ соз(2н(п)~.ьт(„)у+кряж) представляет собой косинусоидальную компоненту ПТВС и(1), имеющую амплитуду Ож и фазовый угол гр, . Таким образом, спектральная компонента описывается двумя числами д и т, характеризующими рисунок, который воспроизводился бы, если бы в ПТВС присутствовала одна эта составляющая.
Номера гармоник л, гл представляют числа периодов косннусоидального изменения яркости, измеренные по горизонтали и вертикали. Если рассматривать спектральные компоненты ПТВС при т=О, то получается та часть его спектра, которая связана со строчной частотой развертки. На рис. 2.1.7, а четко выражена дискретность спектра по гармо- 77 УУХ 27с 'Щ 4м с,ь .в", тг, сь ч 'эи сьь ььчь» 'Р","'гсв+ 'ьч ь' сьсьсьы .вм в ям в л и и им м и и С ,ауЛ ( .У.) «у Г.у)ля,(-)у) Ю) уЩ ,7ь у 4) Рнс. 7.1.7. Формы спектров импульсов ТВ сигнала для нвсбрв.
жсннй, прсдсгввлснных нв рнс. 7.1.5, бсв учета длительностей гасящих импульсов полей никам частоты строк и закономерное убывание амплитуд спектральных компонент с ростом их частоты. При развертке изображений, показанных на рис. 2.!.5,г,д, формируются ПТВС с четко выраженным повторением их с частотой полей. Спектральный состав таких ПТВС определяется комбинационными частотами л), ш т), (см. рис. 2.1.7, б), В нижней части спектра от нуля до гс Расположены спектРальные компоненты с нУлевой и близкими к ней частотами (О... 2 Гц), так называемые компоненты движения, а также гармоники частоты КадрОВ От ПЕрзай дО т<)сг)«. ОКОЛО КОМПОНЕитЫ ЧаС- готы строк располагаютси в виде боковых полос компоненты комбинационных частот 1,— ту„и ),-(-ш)н, следующих с интервалами частоты полей.
Такая же кар. тина наблюдается и около спектральных составляющих всех гармоник. В рассмотренном спектре наибольшие амплитуды имеют постоянные составляющие, первые компоненты с частотами полей, а также составляющие частот строк и ее гармоники. В боковых спектрах около гармоник частоты строк наибольшими амплитудами обладают первые из гармоник частоты полей. Прн медленных движениях объекта наблюдения боковые спектры ограничиваются значениями гармоник частоты полей с ш(20, при быстрых движениях боковые спект. ры на гармоннках строк расширяются и становятсж больше нуля.
При детальном рассмотрении спектра в ПТВС можно обнаружить спектральные компоненты с частотами кадров, а также боковые полосы около спектральных компонент частоты полей в виде их размытия, вызванного процессами изменений в объекте наблюдений, например его движением. Кратность спектральных компонент ПТВС и наличае достаточно обширных боковых полос около компонент строк приводит иногда (прн передаче некоторых типов изображений) к взаимному перекрытию частей спектра и, как следствие, к ошибочному воспроизведению иэображения.
В то же время дискретность спектра ПТВС говорит о возможности его уплотнения другими сигналами, что и применяется в. вещательных цветных ТВС. Усредненная огибающая спектра ПТВС для наиболее распространенных видов ТВ изображеннй, в которых детальность занимает не более !Одев плошади, показана на рис. 2.1.7, в и имеет выраженную тенденцию к резкому уменьшению в первой четверти полосы частот.
В полосе частот 0 ... ...1,5 МГц обычно сосредоточена большая часть мощности сигнала, но остальная часть спектра, при малой ее энергетической доле, несет наиболее важную информацию о границах яркостных переходов в изображении. При передаче ТВ изображения, насыщенного мелкими деталями (см. рис. 2.1.5. е), появляется весьма заметный подъем огибающей спектра в области высших частот. 2.1.4. Статистические характеристики. Статистические характеристики ТВ сигнала, к которым относятся автокорреляцнонная функция, вероятность появления новых значений уровня, распределение плотности вероятности уровней и др., связаны с аналогичными характеристиками ТВ изображения и относятся к информационным его параметрам. Они позволяют оценивать количество новой янформации (безотноснтельно к смысловому содержанию изображения), переносимой соседними элементом, строкой, полем и кадром изображения. Изменение информация в ТВ сигнале может быть вызвано изменениеи во времени яркости (дветностн) отдельных частей или всего неизменного по геометрии (контуру) изображения, передвиженнем контура изображения при неизменных яркостях его деталей, изменением детальности и самих контуров изображения.
Под детальностью изображения можно понимать число переходов яркости от одного уровня к другому, сопоставленное с общим числом элементов в изображенни. Среднестатистическая детальность изображений в ТВ вещании, например прв художественных передачах, не превышает 101)в. Как правило, детальность сцен, передаваемых мелким планом, выше детальности крупноплановых изображений. Максимум детальности, оцениваемый в 1ООС1ь, достигается в том случац когда переходы яркости имеются между всеми соседними элемеггтами изображения. Пример такого редко встречающегося изображения приведен на рис. 2.1.5, е.
Анализ распределения амплитуд яркости в изображении, а следовательно и амплитуд (уровней) в ПТВС, показывает, что появление яркостей малого и среднего уровней более вероятно, чем высокого. Наиболее сильные статистическяе связи наблюдаются между соседними элементами изображения. Их можно оценнвать как по вертикали, так и по горизонтали, а также между одними и теми же элементамн (участками) изображения, но расположенными в разных кадрах. При рассмотрении двух элементов изображения приращение информации будет, когда яркость Е одного из: них будет отличаться от яркостн Ех другого на значение порога А5 „= )ьг †(.х). Если весь размах сигнала яркости в ПТВС разбить на и уровней, каждый из которых соответствует пороговой яркости на изображении,. то статистические связи между отдельными участкамн можно оценить вероитностью того, что за уровнем Г 6Т сигнала следует уровень )Ф1, т.
е. вероятностью несовпадения значений уровней ПТВС, соответствующих яркостям двух выбранных элементов изображения. Вероятность появления новых значений ТВ сигнала Р»««= =1 — 2 Рсь Статистика ТВ изображений показыва. 1 / 1 ет, что вероятность несовпадения уровней сигнала яркости в ПТВС для двух соседних элементов изображения мала.
Для обычных сюжетов ТВ вещания, имеющих детальность изображения менее 151)з, вероятность появления новых значений сигнала яркости при переходе к соседнему элементу изображения оценивают значением, ие превышающим 0,1, Другой статистической характеристикой ПТВС является автокорреляционная функция его сигнала яркости за ограниченный интервал времени Т1: Т, 1 Г Л (тг) = ~ ~ и (1) и (1 — т1) дг, 1 о Для соседних элементов по стране (т,= =0,1 мкс) Для соседних строк одного кадра (т1= =0,02 с) Для соседних кадров (т1 0,04 с) Интервалы корреляции элементов, не более. для ТВ изображения м аладетальных ореднедетальных высокодетальных 0,97 0,93 0,92 10...20 40...10 4...10 Эти данные говорят об «избыточности» передаваемых ТВ изображений, т.
е. большой степени повторяемости информационных значений сигналов элементов изображений в пределах дтительностей кадра и даже их серии. Все это находит свое отражение и в спектрах ТВ сигнала: дискретность его структуры, сосредоточение основной энергии (до 90%) в нижней четверти полосы частот. Чем детальнее и подвижнее ТВ изображение, тем меньше интервал корреляции в ПТВС, более «размыт» ега спектр и равномерно распределена энергия по спектру. В современных системах ТВ вешания ПТВС передается без учета статистических связей между соседними элементами, строками и кадрами изображения. Частичное использование этой избыточности имеется в цветной ТВС благодаря размещению в верхней части спектра сигналов яркости цветности, несущего дополнительную к яркости цветовую информацию.
При формировании цифрового ТВ сигнала устраняется избыточность из сигналов яркости и цветнасти для резкого сокращения полосы частот ПТВС. бб где Т, — время интеграции, на котором определена функция и(1) т1 — сдннг во времени функции и(1), т. е. интервал между коррелнруемыми отсчетами функции. Например, для соседних элементов изображения по горизонтали длительность т1 будет равна времени одного элемента изображения, а для соседних элементов по вертикали в одном поле изображения т, равно периоду строчной развертки Т,. Автокорреляцнонная функция ПТВС имеет максимум прн т1=0 от сигналов одного и того же элемента изображения. По мере удаления элементов друг от друга в пространстве или во времени значение автокорреляционной функции убывает, что соответствует повышению вероятности появления несовпадающих уровней ТВ.
Усредненные значения нормированной оценки автокорреляционной функции сигнала яркости в ПТВС для объектов системы ТВ вещания, где размеры деталей значительно превышают размеры элемента изображения: 2.2. Характеристмки преебразеватепей свет-сигкап 2.2.1. Апертурные характеристики.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
