ВРЕМЕННЫЕ ПАРАМЕТРЫ

(частота мельканий и число кадров)

Зрительное восприятие дискретно во времени. Одиночный световой импульс будет зарегистрирован глазом, если его длительность превышает определенную величину t_кр. Причем эта величина зависит от освещенности сетчатки, т.е. Еt_кр = const, и меняется от сотых долей секунды, при больших освещенностях, до десятых. После прекращения действия светового потока глаз как бы продолжает «видеть» источник с яркостью, спадающей по экспоненциальному закону.

 

Критической частотой мельканий называется минимальная частота повторения световых импульсов, при которой наблюдатель воспринимает их как непрерывное излучение. Она зависит от средней яркости поля наблюдения, размеров мелькающего участка и т.д. Для яркостей экранов современных ТВ критическая частота мельканий равна 46-48 Гц.

Опытным путем (из практики кино) установлено, что для получения плавного движения изображений движущихся объектов достаточно предавать 16-24 фазы их движения в секунду. В телевидении у нас принята частота смены кадров 50 Гц, которая перекрывает и критическую частоту мельканий (46-48), и критическое число фаз движения (16-24). Эта частота была выбрана с учетом ее равенства частоте промышленной сети с целью уменьшения заметности характерных помех от электросети – динамических искажений геометрии (искривление вертикальных краев изображения) и яркости (крупные горизонтальные светлые и темные полосы).

Но при такой частоте кадров и числе строк разложения 625 (прогрессивная развертка) -рис.3.2 (а),полоса частот ТВ сигнала получается около 13 МГц, что 40-е годы заняло бы половину коротковолнового диапазона, используемого тогда для ТВ вещания. Поэтому для уменьшения требуемой полосы частот канала было решено использовать чересстрочную развертку, в которой ТВ кадр передается за 2 полукадра (поля – четного и нечетного) в каждом из которых передается половина строк (312.5),как показано на рис.3.2(б). Причем, в первом полукадре происходит развертка нечетных строк, а во втором – четных. Частота полей выбирается равной 50 Гц, а полный кадр имеет частоту 25 Гци хотя в каждом полукадре разворачивается лишь 312,5 строк, за счет инерционности зрения изображения дух полукадров воспринимается слитно как один кадр с 625 строками. При этом полоса частот канала снижается до 6.5МГц.

 

Рис.3.2. Принцип построчной (а) и через строчной развезвертки (б)

 

 

3.3. ЯРКОСТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТВ ИЗОБРАЖЕНИЯ

(максимальная яркость, средняя яркость, контраст и число градаций яркости)

 

Контрастом называют отношение яркости самого яркого участка к яркости самого темного.Этот важный параметр характеризует диапазон изменения яркости.Хорошая контрастность делает изображение более естественным и увеличивает его разборчивость. Для примера, контрастность обычного ландшафта около 100, ландшафта в яркий солнечный день – 1000, внутри помещения при освещении – 20-60, мелкие детали на экране ТВ – 5-8, крупные – до 30-40. Однако, глаз не способен обнаружить сколь угодно малые приращения яркости. Контрастная различительная способностьглаза так же дискретна, как и его разрешающая способность. Она ограничивается собственными шумами зрительной системы и квантовыми флуктуациями света. Минимальное значение яркости светового пятна, обнаруживаемое глазом на черном фоне называют абсолютным порогом световой чувствительности. На практике мы наблюдаем детали на каком-то фоне, яркость которого Вф также меняется. Экспериментально было установлено, что минимальное различимое приращение яркости DL зависит от величины начальной яркости – чем выше яркость фона, тем большее приращение может быть замечено. Отношение DВ/Вфназывается дифференциальным порогомили пороговым контрастом.

 

При заданном контрасте зритель может воспринять вполне определенное количество ступеней изменения яркости – полутонов, или градаций яркости. Экспериментально установлено, что человеческий глаз воспринимает от 80 до 130 градаций яркости.

В природе, окружающей человека, яркость изменяется в очень больших пределах: слабо различимая человеческим глазом яркость составляет 0,1 кд/м², слепящая яркость, которую еще можно с трудом терпеть, например, нити накаливания – 10⁷. Таким образом диапазон изменения яркости составляет 10⁸.Зрительная система неспособна одновременно воспринять весь этот диапазон и сужает его на сетчатке благодаря адаптации – приспособлению к различным яркостям за счет непроизвольного изменения размеров зрачка (быстрая адаптация) и выработки глазного пурпура – нейтрального поглощающего фильтра на поверхности сетчатки (медленная, инерционная адаптация). Эта способность зрения описывается хорошо экспериментально подтвержденным законом Вебера-Фехнера, согласно которому ощущение от изменения яркости пропорционально логарифму этого изменения. Т.е. при изменении яркости от 0.1 до 10⁷ ощущение будет меняться лишь в 18 раз (ln10⁸ = 18,4).

Все параметры, которые мы уже рассмотрели, относятся к основам ТВ, т.е. одинаковы для черно-белого и цветного изображений. Но для характеристики цветных изображений существуют дополнительные параметры: светлота, цветность, цветовой тон, насыщенность, чистота тона и т.д.Эти параметры будут рассмотрены при изучении колориметрии и систем цветного ТВ.

 

Лекция – 4 ФОРМИРОВАНИЕ ТВ СИГНАЛА