Полутоновые (градационные) искажения

При воспроизведении ТВ изображений динамический диапазон изменения яркости – контраст и число воспроизводимых градаций ограничиваются:

- параметрами кинескопа: размером экрана, максимальной яркостью, контрастом в крупных и мелких деталях и др.;

- рациональным выбором режима работы кинескопа: яркостью и контрастностью и т.д.;

В результате число полутонов ТВ изображения уменьшается по сравнению с наблюдаемым объектом. Для улучшения распознаваемости деталей приходится перераспределять число градаций по динамическому диапазону изменения яркости – увеличивать это число в сюжетно важном участке диапазона. Подобная операция производится с помощью g-корректора. Форма характеристики передачи уровней яркости системы определяется формой световых характеристик преобразователей свет-сигнал и сигнал-свет. При g=1- линейная зависимость яркости деталей изображения от яркости оригинала (рис.9.3).

При g<1-улучшается разборчивостьтемных деталей и ухудшается светлых.

При g>1- улучшается разборчивостьсветлых деталей и ухудшается темных.Этот случай наиболее приемлем для черно-белых и цветных ТВ систем, несмотря на некоторые искажения цветности объектов. Практически установлено, что наилучшее качество изображения наблюдается при g=1,2-1,3

Для оценки качества передачи полутонов используется 10-градационный клин горизонтальная шкала уровней (перепадов) яркостиот макс до мин, получаемая с помощью 10-ступенчатого сигнала с равномерными перепадами напряжения (ступеньками).

Искажения четкости и резкости (яркости мелких деталей).Четкость оценивается минимальным размером детали, воспроизводимой ТВ системой, а резкость – относительным размером границы между фоном и деталью. В ТВ различают четкость по вертикали и по горизонтали, т.к. они обусловлены разными факторами.

Номинальная четкость по вертикали определяется дискретной структурой растра – числом строк разложения и зависит от качества чересстрочной развертки: если взять изображение горизонтальных черно-белых полос и постепенно отодвигать его от камеры, то, наконец, наступит момент, когда количество линий совпадет с количеством строк разложения, т.е. на каждой строке будет другая яркость – предельная (номинальная) четкость. На практике этого добиться не удается. Если изображение или наклон камеры только чуть сдвинуться, изображение полос может попасть между строками, тогда мы вообще не увидим полос на экране, т.к. луч будет считывать и передавать среднюю яркость, а мы получим серый фон. К такому же явлению слияния приводит наклон или изгиб развертывающих строк из-за нестабильности источников питания, различная плотность строк по вертикали из-за нелинейности развертки и т.п.

Оценка качества чересстрочной развертки производится по искажению наклонных линий электронной испытательной таблице – они не должны быть ступенчатыми.

Номинальная четкость по горизонтали определяется шириной спектра сигнала яркости. Четкость принципиально не может быть выше номинальной и определяется различными факторами: качеством фокусировки и формой апертурных (контрастно-частотных) характеристик электронно-оптических систем преобразователей, реальной шириной спектра ТВ сигнала – линейными искажениями в области ВЧ тракта. На рис.9.4 представлен принцип возникновения апертурных искажений, где объект с переменной длительностью (а) сканируется развертывающим элементом диаметром (D).

Резкому перепаду яркостей Lmin-Lmaxсоответствует сигнал с плавным переходом от i_min к i_max длительностью τ_уст. Как видно из рисунка, при размерах деталей меньше размера развертывающего пятна (а2), размах сигнала уменьшается, а при размерах деталей меньше половине диаметра апертуры, сигнал пропорционален их средней яркости и поэтому не воспроизводится, что приводит к потере четкости мелких деталей. Для коррекции апертурных искажений применяют специальные корректоры, а также стараются обеспечить лучшую фокусировку развертывающих лучей.

Кроме того, на горизонтальную четкость влияет форма АЧХ ТВ тракта, поскольку спад АЧХ в области ВЧ влияет на передачу резких скачков сигнала – границ изображения. За счет этого спада увеличивается время переходных процессов, т.е. граница как бы размывается, а четкость и резкость уменьшаются. Четкость по горизонтали оценивается по вертикальным штриховым мирам и может составлять (200-500 линий)

Рис.9.4. Апертурные искажения видеосигнала

.