Файл: Кривошеев М.И. Световые измерения в телевидении.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 128

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

1

— ' — ' — ' — ^ —

1 - і — І І — І — І — 1 ^ .

І . .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,10

0J2

и

0,18

0,20

а

0,34

 

0.56а

Рис. 3.11. Зоны разброса ошибок опорных цветностеіі из-за изменен,іч

цветовых координат

па ± 1 % и ± 2 %

при использовании в колоримет­

 

 

 

 

ре

цветовой

системы

Р

 

 

 

возникающей ошибки цветности на рисунке проведены

окружности

с центрами в точках опорных цветиостей

и радиусами,

равными

трем порогам

различения

цветности

(величина

порога

принята

равной 0,004 в координатах цветности и,

v) (46]. Около

зон

показа­

ны наибольшие возможные ошибки яркости AY

при изменении Р

на ± 1 % . Эти ошибки имеют место тогда, когда все три

координаты

или увеличиваются или уменьшаются. Ошибки цветности при этом меньше максимально возможных, хотя и близки к ним. При изме­

нении Р на

± 2 %

возможная ошибка яркости АУ удваивается.

Из рис.

3.11

видно, что наиболее критичными являются крас­

ный (1), зеленый

(3), синий (5) и пурпурный (6) цвета. Далее из

рис. 3.11 можно видеть, что сдвиги цветности при изменении Р на 2% почти точно равны удвоенным сдвигам из-за изменения Р на 1%. Это позволяет использовать полученные данные для опреде­ ления допуска при любой заданной ошибке цветности (по крайней мере, в пределах сравнительно небольших ошибок). Практически величина допуска выбирается в результате компромисса между точностью измерений и легкостью реализации требуемых спект­ ральных характеристик чувствительности.

Примем для примера, что ошибки цветности не должны пре­ вышать трех порогов различения цветности, и определим на осно­

вании этого допуски на точность

реализации

кривых сложения Р.

По

зонам рис. 3.11 для красного,

зеленого и синего цветов нетруд­

но

заключить следующее. Для обеспечения

выполнения наложен-

— 82 —


ного условия для красного цвета необходимо, чтобы изменения координат L и М не превышали примерно 0,7% максимальных зна­ чений этих координат (имеющих место при белом Е, т. е. площа­ дей под кривыми L и М). По зеленому цвету находим, что измене­ ния тех же координат L и М не должны превышать примерно 2% максимальных значений, а по зонам для синего цвета получается, что изменения всех трех координат Р не должны превышать 1%.

При рассмотрении спектральных распределений^ излучений для опорных оптимальных цветов и кривых сложения Р (рис. 3.86) по­ лученные допуски на точность реализации спектральных характе­ ристик можно дифференцировать по отдельным склонам этих ха­ рактеристик. Так, излучение, соотвстствующеекрасному цвету, воз­ действует только на правый склон кривой L и правую половину правого склона М, поэтому полученный по красному цвету допуск можно отнести только на эти участки кривых. Излучение, соответ­ ствующее зеленому цвету, воздействует на центральную часть кри­ вой М и левый склон L , затрагивая также правый склон N. Излу­ чение же, соответствующее синем)' цвету, воздействует в основном

на кривую /V и на крайние левые участки кривых L и М.

 

Отсюда можно сделать следующие выводы.

Неточность

осу­

ществления кривой L не должна

превышать 0,7% площади

под

этой кривой для правого склона

и 2% для левого склона. Ошибка

в области побочных лепестков кривой L не должна превышать

1%.

Это выполняется при выбранной кривой L, где пренебрежение по­

бочными лепестками дает максимальную ошибку

0,5%.

 

Неточность осуществления кривой М не должна превышать 2% для центральной ее части и 1 и 0,7% для левого и правого ее кон­ цов соответственно. Наконец, неточность осуществления кривой .V не должна превышать 1%. Заметим, что самый конец правого склона кривой .V может быть осуществлен и с большей неточно­ стью (до 4%), что будет влиять на ошибки на голубом и зеленом цветах.

При выборе другого допуска, скажем два порога, полученные значения процентных допусков на точность кривых Р следует про­ сто разделить на 1,5.

Рассмотрим с точки зрения точности осуществления спектраль­ ных характеристик возможность использования в колориметре си­ стемы МКО XYZ. На рис. 3.12 показаны зоны разброса возможной ошибки для красного, зеленого и синего цветов при изменении цве­ товых координат X, Y и Z на 1 % площади под соответствующими кривыми. Также показаны окружности с радиусами в три порога различения цветности. Видно, что зоны для красного и синего цве­ тов значительно больше, чем соответствующие зоны для рассмот­ ренной выше системы Р. Это обусловливается удалением прямой

(у)от области реальных цветностей. Для ограничения ошибки ве-

83 —


I

1 1 1

1 1

1

L

i 1

' 1—^0,08 1

1 — і

0,44-

0,48

0,48

0,50

и

 

0,08

0,10и

0,18

O,20 и.

Рис. 3.12. Зоны разброса ошибок опорных цветностей из-за изменения цветовых координат на ± 1 % при использовании в колориметре цвето­ вой системы МКО XYZ

личиной в три порога изменения координат X и У не должны пре­ вышать ±0,4%, а изменение Z — ±0,55% .

Как и можно было ожидать по расположению цветового тре­ угольника, система XYZ менее выгодна для колориметров, чем рас­ смотренная выше система_Л так как, кроме трудности осуществ­ ления двугорбой кривой X, она требует и большей точности осу­ ществления кривых.

3.8. ИЗМЕРЕНИЕ ЦВЕТА НА ЭКРАНЕ ЦВЕТНОГО КИНЕСКОПА

В трехцветных аддитивных цветовоспроизводящих устройст­ вах, в которых цвет воспроизводится при помощи смешения свече­ ний от трех источников, как имеет место при воспроизведении цве­ та в цветном телевидении, возможно применение еще одного спе­ цифического способа измерения цвета. В таких воспроизводящих устройствах смешиваемые основные цвета определяют цветовую координатную систему, поэтому количества этих цветов в смеси и являются цветовыми координатами в этой системе. Для измерения этих количеств можно предположить, что относительные спект­ ральные распределения излучения трех источников не изменяются при изменении количеств основных цветов — пропорционально из­ меняются все ординаты спектральных характеристик излучения источников.

Способ измерения цвета, который может быть применен в та­ ком случае, заключается в следующем. Измерительное устройство содержит три канала, подобно обычному фотоэлектрическому ко­ лориметру. Но, в отличие от колориметра, где спектральные ха­ рактеристики чувствительности трех каналов должны точно соот­ ветствовать определенным кривым (кривым сложения некоторой цветовой системы), здесь спектральные характеристики чувстви­ тельности (анализирующие функции) могут иметь произвольную форму, лишь бы в трех каналах они были различны, не выходили из пределов видимого спектра и попадали в спектральные области излучения люминофоров. Более тогО', эти характеристики могут

— 84 —


быть и неизвестны. Это значительно упрощает создание анализи­ рующих функций. Линейный пересчет показаний, снятых в трех каналах, даст цветовые координаты в цветовой системе воспроиз­

водящего

устройства.

 

Рассмотрим теорию данного способа измерения цвета.

Пусть

цветная приемная трубка

имеет основные цвета (R),

(G), (В),

определяемые свечениями

красного, зеленого и синего

люминофоров с соответствующими спектральными распределения­ ми излучения, показанными для примера на рис. 3.13 сплошными линиями, а функции спектральной чувствительности гх прибора имеют произвольную форму, как показано, например, на рис. 3.13' штриховыми линиями. Показания трех каналов прибора обозна­ чим A, D и F. Эти величины, подобно цветовым координатам,

пропорциональны площадям под кривыми,

полученными в

резуль­

тате

перемножения кривой спектрального

распределения

излуче­

ния

экрана с соответствующей кривой спектральной чувствитель­

ности данного канала,

например:

 

 

 

Л = * | в м Ф з ь < й ,

(ЗЛО)

 

 

о

 

где 8КА

— функция

спектральной чувствительности

канала .4;

Ф^э — спектральное распределение излучения экрана.

Пусть при измерении произвольного цвета свечения экрана по­ лучены показания в трех каналах, равные A, D и F. Поскольку свечение экрана складывается из свечений трех люминофоров, то каждое из показаний складывается из откликов на излучение каж­ дого люминофора, т. е.

A=AR + Ae + AB; D = DR + DG + DB; F=FR + FQ + FB . • (3.11}

Рис. 3.13. Спектральные распределения излучения люминофоров и спектральные: характеристики чувствительности трех каналов прибора

— 85 —


При постоянных анализирующих функциях частичный отклик каждого канала па излучение одного из люминофоров пропорцио­ нален величине излучения этого люминофора, т. е. соответствую­ щей цветовой координате. Таким образом, можно написать:

 

AR = kARR, Ae

= kAGG,

AR

= k B;

 

 

D R ~ ^DR

Dr,

= knnDOG,

 

AB

(3.12)

 

DB

= kDB B'<

 

kFRR,

 

FG G,

FB

= kFB

B.

 

Коэффициенты пропорциональности в (3.12) можно определить

следующим

образом. Если на

трубке установить

исходный цвет

цветовой системы приемника

(скажем,

белое «С»),

для которого

R = G = B= 1, то из (3.12)

видно, что коэффициенты

пропорциональ­

ности равны

частичным

вкладам трех

люминофоров

в соответст­

вующие показания при измерении исходного цвета системы при­

емника, т. е. kAR

= A(R),

kAG = A(G)

п т. д.

 

 

 

 

С учетом этого (3.11) запишется так:

 

 

 

 

A=A(R)R

+

 

AiG)G-]-A(B)B;

D = D{R)R

 

+ D(a)G +

D[B)B;

 

 

р _

р

D j _ р

 

 

 

 

 

 

 

1

(Я)

'

(G)

 

 

 

 

или в матричной записи

 

 

 

 

 

 

 

 

-

'

(Я)

А

 

А1.В)

 

R

 

 

D

 

DiR>

 

 

 

 

G

(3.13)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

_

F

 

F

 

F

 

В

 

 

 

 

1. (R)

1 (О)

(В) _

 

 

Выражение

(3.13)

устанавливает линейную связь показаний .4,

D и F с цветовыми

координатами

системы

приемника. Отсюда по­

лучаем формулу для расчета цветовых координат по показаниям прноора:

 

 

 

 

— I

~A "

 

G

DiR)

 

D <

B )

D

(3-М)

_В _

F

F

F

(B) J

 

 

 

 

 

1

 

 

Таким образом, если достаточно иметь выражение результатов измерения цвета в цветовой системе приемника, то для измерений не нужно знания не только спектральных характеристик чувстви­ тельности прибора, но и точных координат цветности основных цветов данной приемной трубки. Элементы расчетной матрицы (3.14) легко находятся при измерениях данным прибором исход­ ного цвета системы приемника. Для этого после тщательной уста­ новки этого цвета по очереди выключаются по два луча и произ-

— 86 —