Дискретизация изображения в телевидении. Ортогональная структура дискретизации. Формат дискретизации изображения 4:4:4, 4:1:1, 4:2:2, 4:2:0.

Дискретное в пространстве изображение:

Ортогональная структура:

Рис. 1.5. К определению разрешающей способности телевизионной системы с ортогональной структурой дискретизации.

–должна быть кратной частоте следования строк. Отсчеты располагаются в узлах решетки.Число отсчетов равно числу элементов. Из-за того, что за четкость изображения отвечает сигнал яркости и человеческий глаз менее восприимчив к искажениям цветного сигнала, мы можем:

– цветоразностные.

Yпередают с большим качеством, а компоненты цветности передают с большими искажениями.

При уменьшении размеров деталей восприятие цветности ухудшается. Количество выборок С_А и С_В меньше, чем выборок Y – субдискретизация.

Рис. 1.11. Графическое представление стандартов цифрового кодирования телевизионного сигнала:

 

4:2:0 – одна выборка сигналов в С_Rи С_В для каждых четырех выборок Y, расположенных в виде прямоугольника 2X2 пикселя (экономия до 50% объема исходных данных)

Понятие цвета. Принципы получения цветного изображения. Цветовые модели, используемые в цифровых и аналоговых системах телевидения. Модель цвета RBG. Баланс белого.

Ощущение белого цвета соответствует раздражению сетчатки глаза потоком имеющим непрерывный спектр в видимом диапазоне

При раздражении сетчатки с неполным спектром возникает ощущение цвета

RGB – аддитивная цветовая модель. Цвета получаются смешение цветов.

;

Для передачи сигналы R, Gи B преобразуют:

; ;

Баланс белого:

К_ч-б = Y_мах − Y_мин

К_gr = G − R

К_brg = B − R − G

где К_ч-б, К_gr, К_brg — функции коэффициентов баланса белого для любого освещения.

 

 

Принцип получения яркостного и цветоразностного сигналов. Спектральные и статические свойства яркостного и цветоразностного сигналов. Причины использования цветоразностных сигналов в аналоговых и цифровых системах телевидения.

Принцип получения яркостного и цветоразностного сигналов.

Для обеспечения совместимости в системах цветного телевидения из трех первичных сигналов R, G, B формируется четвертый - сигнал яркости Y, соответствующий черно-белому изображению. Сигнал яркости может быть получен из сигналов основных цветов сложением в определенной пропорции. Относительное содержание R, G и B в яркостном сигнале: R - 30%, G - 59% и B - 11%. Такое соотношение яркостей основных цветов было установлено с учетом спектральной чувствительности зрения человека. Таким образом, получение сигнала яркости выражается следующим уравнением:

Y = 0.3R + 0.11B + 0.59G

Полученный сигнал является общим яркостным сигналом совместимых систем. Он позволяет воспроизвести на экране черно-белого телевизора нормальное изображение. Сигнал яркости занимает полосу частот до 6 МГц.

Из уравнения, определяющего состав яркостного сигнала, вытекает, что при наличии сигнала Y не обязательно передавать сигналы всех трех цветов, достаточно передать любые два из них. В системах цветного телевидения исключается зеленый, поскольку в яркостном сигнале его содержится 59%. Сигналы красного и синего цветов, кроме информации о цветовом тоне и насыщенности, несут информацию о яркости данного участка изображения. Однако, она уже содержится в яркостном сигнале. Поэтому вместо цветовых сигналов R и B передаются так называемые цветоразностные сигналы R-Y и B-Y, не несущие информации о яркости. Особенностью цветоразностных сигналов является то, что на белых и серых участках изображения они равны нулю.

Спектральные и статические свойства яркостного и цветоразностного сигналов.

Человеческий глаз плохо воспринимает цвета мелких деталей. Связь между размерами детали и требующейся для ее передачи верхней границей полосы частоты, показана на рис. Многочисленные опыты показали, что с уменьшением размеров деталей их видимая цветовая насыщенность становится меньше, причем для разных цветов эти размеры различны. Подобное явление потери цветового зрения связано с различной спектральной чувствительностью глаза (наибольшая для зеленого цвета, средняя для красного и малая для синего). Зависимость этой потери приведена на рис. 5.5.

Рис.5.5. Зависимости цветовой чувствительности глаза от размеров деталей изображения

Из рисунка видно, что зеленые мелкие детали сохраняют различимость цвета почти до верхней границы ТВ спектра, в то время как для красных различимость падает около 1,4-1,6 МГЦ, а для синих вообще на 0,6-0,8 МГц. Это позволяет передавать цветовую информацию о двух основных цветах не в полном спектре. Кроме того, т.к. яркостной сигнал несет полную информацию о яркостных соотношениях передаваемых элементов изображения, ее можно исключить из сигналов основных цветов. Т.е. по каналу связи можно передавать Е_У, Е_В-У и Е_R-_У.