Понятие точности воспроизведения

В телевизионном вещании используют три понятия точности воспроизведения [54, 55, 57, 122]:

  • • физическая точность — полная идентичность физических параметров оригинала и репродукции;
  • • физиологическая точность — зрительная неразличимость оригинала и репродукции по яркости и цвету, хотя физические параметры при этом могут быть неодинаковыми;
  • • психологическая точность — высокая субъективная оценка качества воспроизводимого изображения, при котором достигается хорошее художественное восприятие, хотя физические и физиологические параметры изображения не соответствуют оригиналу (мультипликация). В телевизионном вещании стремятся достичь психологической точности и реже, по возможности, физиологической точности.

Изображение на выходе телевизионного канала характеризуют рядом параметров: яркостью, контрастностью, числом воспроизводимых градаций как яркости, так и тоновой палитры, степенью геометрических искажений, зашумленностью. Однако общая оценка качества ТВ-изображения, а, следовательно, и степень воздействия на зрителя производится методом субъективно-статистических экспертиз. В ТВ-всщании, как правило, используется пятибалльная шкала оценок, рекомендованная МККР, которая представлена в таблице 4.2.

Таблица 4.2

Шкала МККР оценок качества ТВ-изображения

Балл

Словесное выражение оценки качества

Степень ухудшения изображения

1

Очень плохое

Сильно мешает восприятию

2

Плохое

Мешает восприятию

3

Удовлетворительное

Заметное ухудшение, но мешает слабая

4

Хорошее

Заметная, но почти не мешает

5

Отличное

Практически нс заметна

Изредка добавляют высшую оценку «6» — Никаких ухудшении незаметно.

Влияние различных помех на эмоционально-зрительное восприятие. Виды помех

По природе и характеру проявления различают помехи флуктуационные, импульсные, периодические [57]. Спектр первых и вторых довольно широк, а последней — узок и носит линейчатый (дискретный) характер. Флуктуационные и периодические помехи проявляются длительное время, импульсные — эпизодически.

Флуктуационные помехи. Флуктуационные помехи уменьшают четкость, контрастность изображения и вызывают у зрителя неприятное ощущение из-за хаотического мерцания яркости многих мелких фрагментов изображения. Четкость уменьшается потому, что границы деталей изображения непрерывно изменяются. Мелкие детали с небольшим контрастом становятся неразличимыми. Потеря различимых градаций яркости из-за действия флуктуационных помех может быть проиллюстрирована графиком на рисунке 4.1.

Потеря градаций яркости из-за флуктуационных помех

Рис. 4.1. Потеря градаций яркости из-за флуктуационных помех

По горизонтальной оси графика отложено отношение С/П, причем под Uc понимается размах сигнала изображения между контрольными (номинальными) уровнями черного и белого, а пол Un подразумевается эффективное значение напряжения помехи. При отношении С/П = 200 (46 дБ) и выше помехи нс влияют на различимость градаций яркости. При С/П = 100 (40 дБ) максимально возможное количество различимых градаций яркости уменьшается на 20 %. При С/П = 1 (0 дБ) мелкоструктурное изображение, соответствующее общему пла ну, становится вовсе неразличимым из-за полной потери градации яркости, а изображение крупной структуры (крупный план) лишь угадывается.

Порог заметности флуктуационных помех по данным разных исследователей соответствует С/П = 41-49 дБ. Еще более-менее приемлемым считается порог 30-40 дБ.

Раздражающее (мешающее) действие флуктуационных помех па экранном изображении при одном и том же их относительном уровне и одинаковых условиях наблюдения главным образом зависят от следующих причин:

  • • распределения энергии по спектру;
  • • разрешающей способности глаза наблюдателя (зрителя);
  • • яркости тех участков экрана, на которых наблюдается данная помеха;
  • • от формы функции световой характеристики трубки;
  • • имеют также значение постоянная времени послесвечения (инерционность) люминофора и постоянная времени глаза зрителя.

Люминофор приемной трубки совместно с глазом усредняют (сглаживают) зрительный эффект от тех значений яркости, которые обусловлены «выбросами» (импульсами) напряжения вследствие флуктуационной помехи на одних и тех же участках экрана в соседних кадрах изображения. Поэтому, в частности, возмущающее действие помех на фотографии 1-го кадра изображения более заметно, чем при непосредственном наблюдении теле- или киноизображения. В литературе можно встретить утверждение, что флуктуационная помеха наиболее заметна на черных участках изображения. Это не так. Опыт наблюдения телевизионных изображений и теорегические исследования показали, что флукгуационные помехи наиболее заметны на «серых» участках изображения. При определении диапазона яркости изображения, в котором помеха наиболее заметна, приходится учитывать многие субъективные причины, которые трудно оценить аналитически. Меньшая заметность помех на очень темных участках изображения объясняется снижением контрастной чувствительности глаза и понижением остроты зрения. Некоторую роль играет цветовой фон участка изображения.

Совместное рассмотрение перечисленных обстоятельств позволяет сделать вывод, что флуктуационные помехи наиболее заметны на участках экрана с яркостью 2,5-4,5 нт. Это практически соответствует уровням сигнала, составляющим 25—40 % от максимального размаха.

Зависимость порогового значения С/П от яркости экрана

Рис. 4.2. Зависимость порогового значения С/П от яркости экрана

Зависимость порогового значения С/П от яркости экрана представлена на рисунке 4.2. Согласно рекомендациям наблюдатели располагались на расстоянии от экрана, равном 5,5 высоты экрана. Изменение отношения С/П в рассматриваемом диапазоне яркостей 1-50 нт составило примерно 6 дБ. Меньшее отношение С/П. равное 36 дБ, соответствует яркости

50 нт, более 42 дБ — яркости 1 нт. Однако нормированное значение С/П для флуктуационной помехи, обеспечивающее полную незаметность помехи на изображении, равно 57 дБ.

Импульсные помехи. Импульсные помехи проявляются на экране ТВ-трубки в виде отдельных редких изменений яркости большей или меньшей протяженности. Заметность импульсной помехи определяется соотношением се размаха по отношению к размаху сигнала изображения и протяженностью изменений яркости вдоль строки. Последнее зависит от длительности импульса помехи. При значительном размахе импульса может нарушиться действие системы синхронизации, что приводит к срыву изображения. Впрочем, в современных телевизорах с инерционной системой синхронизации последнее случается довольно редко. Раздражающее действие импульсных помех зависит от того, насколько часто следуют импульсы помехи. Одиночные импульсы, проходящие по полю экрана, практически нс замечаются зрителями. Ввиду статистической неопределенности появления импульсных помех на экране ТВ-трубки, а также различающихся условий наблюдения значения отношения С/П, приводимых различными авторами, сильно разнятся. Ориентировочно можно считать, что при С/П = 30-40 дБ импульсная помеха практически не замечается зрителями. Для проверки и уточнения численных значений отношения С/П были поставлены серии опытов на различных типах ТВ-приемников с привлечением многих экспертов. Качество изображения оценивалось по 6-балльной шкале, причем оценке «1» соответствовала такая «зашумленность» изображения, при которой передаваемая сцена, оказывалась непонятной. В то же время оценка «6» ставилась при отсутствии заметности помехи.

Усредненная по нескольким типам ТВ-приемников и по экспертным показаниям группы наблюдателей (15 20 человек) зависимость оценки восприятия от отношения С/П представлена в виде графика на рисунке 4.3. Из графика видно, что при отношении С/П = 30-40 дБ качество изображения является отличным, а помехи не сказываются на восприятии. При отношении С/П = 0 дБ изображение неудовлетворительное, и говорить о художественном восприятии невозможно.

Периодические помехи. Помехи периодическою характера возникают при проникновении в видеотракт напряжений, обусловленных электромагнитными полями (ЭМП) радиостанций километровых, гектометровых и декаметровых волн, вторичным излучением сетей электропитания, вызванным распространением по сети напряжений от различных генераторов промышленного и медицинского назначения. Низкочастотные помехи вызваны плохой фильтрацией выпрямленного напряжения питания и наводками от цепей электроснабжения. Вид рисунка помехи обобщенно представлен в таблице 4.3.

Зависимость оценки восприятия от отношения СП

Рис. 4.3. Зависимость оценки восприятия от отношения СП

В таблице 4.3. приведена оценка качества изображения по 6-балльной шкале.

Таблица 4.3

Оценка качества изображения по 6-балльной шкале

Балл

Словесная оценка качества изображения

1

Изображение непонятно, просмотр невозможен

2

Содержание изображения понятно, но длительный просмотр невозможен

3

Помеха сильно мешает восприятию, но просмотр возможен

4

Помеха явно заметна, но незначительно сказывается на восприятии

5

Помеха едва заметна

6

Помеха незаметна

Результаты оказались близки, но экспериментальный график прошел несколько выше, причем расхождение увеличилось с ростом частоты. Это обстоятельство объяснимо следующими причинами:

  • 1) расчетная кривая строилась в предположении, что между темными и светлыми полосами существует резкая граница, однако из-за синусоидальной формы осциллограммы напряжения помехи данные границы оказались сильно размытыми. Это привело к увеличению разностного порога зрения по контрастности. Данное обстоятельство начинает сказываться с уменьшением ширины полос рисунка помехи, т.е. с увеличением частоты помехи;
  • 2) па более высоких частотах начали сказываться апертурные искажения приемной ТВ-трубки, что также привело к увеличению расхождения расчетного и экспериментального графика в области более высоких частот.

0,1 0,2 0,4 0,8 1,6 3,2 6,4

Рис. 4.4. Проверка достоверности расчета допустимого отношения СУП

Проверка достоверности расчета допустимого отношения С/П показана па рисунке 4.4.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >