Оценка качества телевизионного изображения

На рис. 1.1 приведены типичные случаи искажений АЧХ в области высоких частот полосы пропускания тракта и качественно соответст­вующие им формы ПХ в области малых времен, соизмеримых со временем передачи одного элемента изображения. Пусть форма кри­вых 1 этих характеристик соответствует номинальным, нормирован­ным в соответствии с принятыми параметрами ТВ системы и допусти­мыми искажениями изображения: спадом АЧХ на верхней граничной частоте fв(или сов) полосы пропускания уа{ и длительностью фронта ПХтф1, отсчитываемой от уровня 0,1 до уровня 0,9 ее установившегося значения.

Спад АЧХ уВ2 < ув, и соответствующее увеличение длительности фронта ПХ , приводит к уменьшению уровня высокочастотных составляющих сигнала, т.е. к уменьшению размахов сигнала от мел­ких деталей и увеличению длительности перепадов. Как следствие, четкость и резкость изображения уменьшаются, так как контраст самых мелких деталей становится ниже порогового, а протяженность границ деталей увеличивается.

Рисунок 1.1-Искажения АЧХ в области высоких частот полосы пропускания тракта пере­дачи ТВ сигнала (а) и его ПХ в области малых времен (б)

Перекоррекция, т.е. подъем АЧХ уа3 > yBl и соответствующее уменьшение длительности фронта ПХ приводит к некоторому повышению четкости. При этом на горизонтальной части ПХ может возникнуть затухающий колебательный процесс. В соответствии с искажениями формы ПХ искажаются и детали изображения: после резкого изменения яркости по строке на репродукции могут возник­нуть повторы контуров деталей с постепенно убывающей интенсивно­стью (ложные контуры). Если же колебательный процесс апериоди-чен, т.е. имеется только один первый выброс б, то границы детали как бы подчеркиваются. Эти искажения называются "пластика". В ряде случаев .небольшая пластика может быть даже полезна, так как за счет подчеркивания границ деталей улучшается распознаваемость объектов.

Следует еще раз отметить, что существенное повышение четкости можно получить только за счет увеличения числа строк разложения и расширения спектра ТВ сигнала больше 6 МГц (при соответствующем увеличении полосы пропускания канала связи), что практически реа­лизуется только в специальных системах телевидения высокой четко­сти (ТВЧ) при z = 1000 .3000 и fв = kz2n/2 = 15 .150 МГц.

Для оценки четкости по горизонтали ТВ изображения используют­ся вертикальные штриховые миры с одним — тремя штрихами оди­наковой толщины d, а также многоштриховые миры с одинаковой или с плавно меняющейся по вертикали толщиной штрихов (и подобными же промежутками между ними, см. рис.2,6). В электронных ТИТ для этой цели используются пакеты синусоидальных колебаний с часто­тами 2,8 .5,8 МГц. Около этих мир, как правило, нанесены числа условных единиц измерения четкости, соответствующие примерно от­носительной толщине штрихов A/d=200 .500 ТВ линий. Для количе­ственной оценки четкости наблюдатель определяет область, где штрихи миры перестают различаться. Резкость воспроизведения вер­тикальных границ оценивается по осциллограмме длительности фронта сигнала от черно-белых прямоугольных элементов ТИТ.

Оценка четкости по вертикали с помощью горизонтальных штри­ховых мир затруднена муаром, возникающим из-за биений достаточно близких пространственных частот, которые образуются дискретными структурами ТВ растра и штрихов миры. Поэтому с помощью ТИТ оценивается только качество чересстрочной развертки по искажени­ям наклонных линий (см. рис. 2.6)При слипании (сближении) строк четного и нечетного полей растра эти

линии воспроизводятся в виде ступенчатых кривых.

2. ЛИНЕЙНЫЕ И НЕЛИНЕЙНЫЕ ИСКОЖЕНИЯ В ТВ КАНАЛЕ И СПОСОБЫ ИХ ОЦЕНКИ.

2.1 ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ (КООРДИНАТНЫЕ) ИСКАЖЕНИЯ

Геометрические искажения ТВ изображения возникают из-за из­менения координат передаваемых элементов. Эти искажения прояв­ляются в виде нарушения геометрического подобия воспроизводимо­го ТВ изображения его оригиналу. Геометрическое подобие нарушается в основном из-за неидентичности формы растра и относи­тельных скоростей строчной или (и) кадровой разверток при анализе и синтезе изображения в фотоэлектрических преобразователях свет-сигнал и сигнал-свет.

Номинальный формат растра k=b/h=4/3 и относительные скоро­сти разверток v кстр(t) = const жестко заданы. Поэтому оценка величин геометрических искажений производится по отклонению от номи­нальных значений указанных параметров с помощью коэффициентов геометрических искажений.

На рис. 2.1 приведены наиболее характерные геометрические ис­кажения формы растра:

при дисторсиях бочкообразного или подушкообразного вида, воз­никающих в электронно-оптических системах фотоэлектрических преобразователей (рис.2.1 ,а,б);

при трапецеидальных искажениях, возникающих из-за нарушения ортогональности оптической или электрической оси к плоскости изо­бражения (рис.2.1,в);

при искажениях типа "параллелограмм", возникающих из-за нарушения ортогональности отклоняющих полей строчной или кадровой развертки (рис.2.1,г);

Рисунок 2.1-Геометрические искажения изображения «шахматное поле», возникающее из-за искажений формы растра.

при несоответствии формата кадра на передаче и приеме (b/h)=(bп/hп) из-за нарушения соотношения размеров растра по вер­тикали или по горизонтали, т.е. величин отклоняющих полей кадровой или строчной развертки (рис. 2.1д,е). Оценка величин искажений здесь 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.2.1,ж).

Геометрические искажения возникают также из-за неидентично­сти относительных скоростей движения лучей передающей и прием­ной трубок по вертикали или (и) горизонтали. Практически это чаще всего происходит при нарушении на одной из сторон условия постоян­ства скоростей движения луча по вертикали или (и) горизонтали vKCTf(t) = var, т.е. из-за нелинейности токов кадровой или (и) строчной развертки. В этом случае геометрические искажения в вертикальном и горизонтальном направлениях соответственно изображены на (рис. 2.2, а,б)

Нелинейность развертки до 5 % в любом направлении практически незаметна для зрительного анализатора человека; при нелинейности 8 . 12 % изображение воспринимается как хорошее.

1	2	3	4	5