Где mmax, mmin — экстремальные значения размаха синусоидального сигнала, пропорциональные соответствующим значениям крутизны АХ (дифференциальному усилению на частоте 1,2 МГц).

Для более точного описания нелинейности АХ ис­пользуют раздельную оценку коэффициентов нелинейных искаже­ний для областей белого и черного:

где m_б, т_ч — экстремальные значения размаха синусоидального сиг­нала в областях белого и черного соответственно; m_ср — размах сиг­нала в середине пакета синусоидальных колебаний (рис. 4.3,в).

При различении 8-9 гра­даций яркости шкалы качество ТВ изображения считается хорошим.

Искажения четкости и резкости телевизионного изображения

Четкость является одним из важнейших составляющих качества телевизионного изображения. Недостаточная четкость вызывает неприятное ощущение размытости, расфокусировки изображения. Лица персонажей,в телевизионном изображении становятся неузнаваемыми.

Четкость телевизионного изображения характеризуется различимостью мелких деталей, присутствующих в объекте передачи. Четкость связана с числом строк разложения z .

Четкость оценивается размером минимальной воспринимаемой ТЛВ детали, а резкость — относительным размером границы между фоном и деталью с рав­номерной яркостью; причем длительность сигнала от этой детали должна превышать длительность переходных процессов в системе.

Размеры деталей и границ измеряются— по отношению к высоте изображения h, а четкость определяется в условных единицах — телевизионных линиях (TBЛ). Например, если визуально на репродукции различаются детали раз­мером не менее (1/500)h, то четкость изображения составит 500 ТВ линий. Четкость ТВ изображения оценивают раздельно по вертикали и горизонтали из-за того, что их значения определяются разными факторами.

Четкость изображения по вертикали определяет­ся числом строк в изо­бражении z = 625. Вдоль строки изображения должно содержаться число элементов: в соответствии с формулой (b/h) Z = (4/3)625 ≈ 800.

Четкость изображения по горизонтали зависит в основном от ширины спектра сигнала яркости, так как высокоча­стотные составляющие спектра несут информацию о мелких деталях изображения и качество их передачи определяет разрешающую спо­собность ТВ системы.

Т.о. четкость ТВ изображения определяется — числом строк z — 625 и шири­ной спектра ∆f = б МГц сигнала, что определяет воспроиз­ведение минимальных деталей в вертикальном и горизонтальном на­правлениях. Искажения четкости (резкости) связаны с ограничением параметров ТВ системы, а именно:

• — качеством фокусировки,

• — качеством чересстрочной развертки;

• — шириной спектра ТВ сиг­нала, т.е. линейными искажениями в области высоких частот тракта передачи сигнала яркости.

На рис. 4.4 приведены типичные искажения 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. Форма кривых 1 этих характеристик соответствует номинальным— норми­рованным в соответствии с принятыми параметрами ТВ системы и допустимыми искажениями изображения: спадом АЧХ у_в1 на верх­ней граничной частоте f_в полосы пропускания и длительно­стью фронта ПХ т_ф1, отсчитываемой от уровня 0,1 до уровня 0,9 ее установившегося значения.

Спад АЧХ уВ2 < Ув1 и соответствующее увеличение длительности фронта ПХ Тф2 > Тф1(кривые 2) приводит к уменьшению уровня высокочастот­ных составляющих сигнала, т.е. к уменьшению размахов сигнала от мелких деталей и увеличению длительности перепадов. При этом, четкость и резкость изображения в горизонтальном направле­нии уменьшаются,так как контраст самых мелких деталей становит­ся ниже порогового, а протяженность границ деталей увеличивается.

Перекоррекция, т.е. подъем АЧХ у_в3> у_в1 и соответствующее уменьшение длительности фронта ПХ Т_фз < Т_ф1(кривые 3), приводят к повышению четкости. При этом на горизонтальной части ПХ (элементе изображения) может возникнуть затухающий колебательный процесс. В соответ­ствии с искажениями формы ПХ искажаются и детали изображения: после резкого изменения яркости по строке на изображении возникают повторы контуров деталей с постепенно убывающей ин­тенсивностью (ложные контуры). Если же колебательный процесс апериодичен, т.е. имеется только один первый выброс, то границы детали как бы подчеркиваются. Эти искажения называются «пла­стикой». В ряде случаев небольшая пластика может быть даже по­лезна, так как за счет подчеркивания границ деталей улучшается распознаваемость объектов.

Повышение четко­сти можно получить за счет увеличения числа строк разложе­ния и расширения спектра ТВ сигнала f_в > 6 МГц (при соответствую­щем увеличении полосы пропускания канала связи), что реализуется только в специальных системах ТВЧ при z = 1000...3000 и f_в = nz²/2 = 15...150 МГц (для аналогового сигнала).

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, т.е. фигуры, состоящей из нескольких вертикальных черных клиньев (и подобны­ми же белыми промежутками между ними.

Около этих мир, как правило, на­несены числа условных единиц четкости, соответствующие пример­но относительной толщине штрихов h/d = 200...500 ТВ линий. Для количественной оценки четкости наблюдатель определяет область, где штрихи миры перестают различаться.

Оценка четкости в вертикальном направлении 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 (ТЛВ испытательных таблиц) ориентировочно оценивается каче­ство чересстрочной развертки по искажениям наклонных линий (см. рис. 4.9). При слипании (сближении) строк четного и нечетного полей растра эти линии воспроизводятся в виде ступенчатых кривых.

Искажения яркости средних и крупных деталей телевизионного изображения

Искажения яркости средних и крупных деталей ТВ изображе­ния, возникают из-за линейных искажений в области низких частот в тракте передачи сигнала. При этом изменение яркости деталей является следствием искажений АЧХ в области низких частот полосы пропускания. Искажения яр­костей деталей (и фона за ними), размеры которых по горизонтали сравнимы с длиной строки b_а (рис. 4.5б), а по верти­кали — и с высотой кадра h соответственно.

В широкополосных видеоусилителях линейные искажения в области низких частот (спад АЧХ у_н2, рис. 4.5,а, кривая 2) возникают в основном из-за переходных цепей между каскадами. Эти цепи пред­ставляют собой частотно-зависимые делители сигнала, проявляющие свои свойства на низких частотах. В результате дифференцирования импульса на вершине его появляется спад, а за ней — тянущееся продолжение. При этом передние и задние фронты импульса (перепады яркости) передаются без искажений, а уменьшение на­пряжения сигнала непосредственно за импульсом (уменьшение ярко­сти фона за деталью ∆L"_n) численно равно величине спада вершины импульса (уменьшению яркости детали ∆L'_СП =L_Д — L'_Д = ∆L"_n , рис. 4.5,б).

При восприятии заметны тянущиеся продолжения при пере­даче белой детали с наибольшей яркостью LД на сером фоне Lф (раз­мером примерно bа/2); Даже если яркость детали LД в результате ис­кажений уменьшится только на несколько процентов (относительно Lд), это может привести к значительному уменьшению яркости фо­на Lф за деталью — на десятки процентов изменения яркости Lф. Например, при практически не­заметном изменении яркости детали на