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

Проверяемое ТелєВизи-

устройство • оннап

камера

Регистри­

рующее

устройство

Рис. 7.5. Блок-схема установки для автоматическом оценки каче­ ства телевизионного изображения

изображения или о его прекращении. Одновременно осуществля­ ется индикация и регистрация результатов анализа.

В автоматических установках предпочтительно применение видикона — наиболее простой и малогабаритной трубки с накопле­ нием. Режим работы видикона в описываемых установках можег значительно отличаться от стандартного режима, используемого в камерах вещательного телевидения. В телевизионном датчике ана­ лизирующей установки может применяться однострочная или ша говая развертка со значительно уменьшенной скоростью.

На рис. 7.6 приведена блок-схема логического автомата, пред­ назначенного для оценки яркостных параметров телевизионного изображения {135, 136]. Распределение яркости анализируемого изображения в горизонтальном .направлении преобразуется в элек­ трические сигналы с помощью передающей трубки типа видикон, работающей в режиме однострочного .разложения. Сигналы с вы­ хода телевизионного датчика подаются на анализатор и после пре­ образования регулируют количество импульсов, поступающих or генератора «эталонных» сигналов на реверсивный счетчик им­ пульсов.

Скорость развертки в передающей трубке датчика значительно

Меньшая разрешающая способность передающей трубки по сравнению с измеряемой разрешающей способностью кинескопа не препятствует анализу, так как на передающую трубку проек­ тируется не все изображение, а лишь небольшой его участок.

— 204 —

Рис. 7.6. Блок-схема логического автомата для анализа яркостных параметров телевизионного изображения

Испытательный сигнал Л>° 1

Испытательный, сигнал/V°Z

Рис. 7.7. Испытательные сигналы для оценки различных параметров теле­ визионного изображения

В установке используются различные испытательные сигналы, позволяющие анализировать различные параметры изображения (рис. 7.7). Д л я определения разрешающей. способности применя­ ется испытательный сигнал в виде пакетов импульсов различной длительности или синусоидальных колебаний различных частот,

.создающий на экране кинескопа параллельные вертикальные по­ лосы различной ширины (рис. 7.7, испытательный сигнал № 1). Испытательный сигнал № 2 состоит из прямоугольного и синусквадратичного импульсов и позволяет оценивать детальность изо­ бражения, а также искажения, проявляющиеся в виде нарушений распределения яркости на различных участках изображения (окан­ товки, тянущиеся продолжения и повторные изображения). Для определения модуляционной характеристики кинескопа применяет­ ся испытательный сигнал «окошко» (рис. 7.7, испытательный сиг­ нал № 3) с последовательным ступенчатым /возрастанием размаха.

— 206 —

левизионные устройства для выполнения яркостных и цветовых измерений на объекте представляют собой фотоэлектрические те­ левизионные «фотометр» и «колориметр» соответственно. Из-за различия природы света, подлежащего измерению в обоих этих случаях, требования к измерительным установкам также различны.

Основные различия заключаются в том, что в телевизионных «фотометре» -и «колориметре», предназначенных для измерений на объекте, могут применяться передающие трубки без накопления,, обладающие для измерительных целей рядом преимуществ, и, вовторых, в телевизионном «колориметре» для измерений на объекте спектральные характеристики чувствительности трех каналов дол­ жны обязательно совпадать с кривыми сложения некоторой цве­ товой координатной системы. Последнее требование обусловлива­

Рассмотрим более подробно цветовые измерения на объекте. Блок-схема телевизионной цветоизмерительной установки пока­

Матрица Гімма - корректор

Рис. 7.8. Блок-схема телевизионной цветоизмерительной устаяовкк

реальных объектов используется телевизионная камера. При изме­ рении цвета на различных репродукциях может применяться так­ же установка с бегущим лучом, работающая на просвет или отряжение в зависимости от типа репродукции. В блоке выделенияосуществляется селекция видеосигналов от участка изображения,, цвет которого должен быть измерен. В счетно-решающем устрой­ стве может выполняться расчет координат цветности по выделен­ ным видеосигналам, а также, если нужно, пересчет цветовых коор­ динат в другую цветовую координатную систему, отличную от цве­ товой системы, используемой в цветоанализирующем устройстве

— 207 —

I

(камере). При 'изменении координат цветности измеряемого уча­ стка во времени значения этих координат записываются в блоке записи.

ВКУ используется для визуального контроля выделяемого уча­ стка изображения. До подачи на ВКУ сигналы от датчика прохо­ дят через матрицу, преобразующую цветовые координаты из цве­ товой системы датчика в систему приемной трубки ВКУ, и гаммакорректор. Для индикации контролируемого участка на ВКУ по­ даются импульсы от блока выделения.

К телевизионным камерам в цветоизмерительных устройствах предъявляются, естественно, более жесткие требования, чем к ка­ мерам для вещательного телевидения. В основном эти требования относятся к точности реализации спектральных характеристик чув­ ствительности трех каналов камеры, к равномерности чувствитель­

т. е. к точности совпадения их с кривыми сложения выбранной для цветоанализа цветовой системы, аналогичны требованиям, предъ­ являемым к таким кривым в фотоэлектрических колориметрах. Допуски на возможные отклонения спектральных характеристик от требуемой формы зависят от заданной точности измерений цве­ та каждым конкретным 'измерительным устройством и могут быть установлены как и для колориметра (см. гл. 3).

При телевизионном анализе ошибки измерения цветовых коор­ динат могут возникать также из-за неравномерности чувствитель­ ности по поверхности фотокатода передающей трубки [138]. На различных участках фотокатода может быть разной как спектраль­ ная чувствительность, так и общая, приводящая к изменению ве­ личины выходного сигнала. При использовании в цветоизмерительной установке одной передающей трубки (со сменой цветов по по­ лям) изменение общей чувствительности трубки при переходе с одного участка изображения на другой не будет нарушать соот­ ношения между тремя поочередно снимаемыми выходными сигна­ лами, так как неоднородность чувствительности 'будет одинаково сказываться для всех трех сигаал-ов. В результате этого будут воз­ никать ошибки только яркости, а цветность будет измеряться без ошибок. Применение в цветоизмерительиой установке поочередно­ го цветоанализа, упрощая камеру, может, однако, усложнить уста­ новку из-за необходимости запоминания сигналов, которые должны обрабатываться одновременно. При 'использовании трех передаю­ щих трубок изменение общей чувствительности по поверхностям трех фотокатодов не будет сказываться на .измерении цветности только в том случае, если закон изменения чувствительности оди­ наков для трех трубок. Это на практике не имеет места. Если за­ коны изменения чувствительности по поверхности фотокатода из-

— 208 —

вестны, то ошибки измерения можно .существенно снизить благо­ даря использованию автоматической коррекции неравномерности чувствительности [139].

Из-за непостоянства уровня черного появляются ошибки в из­ мерениях как яркости, так « цветности определяемого цвета. В от­ личие от ошибок из-за неравномерности общей чувствительности по площади изображения, ошибки цветности 'будут иметь место и в случае одинакового изменения уровня черного в трех передаю­ щих трубках. При этом величина ошибки цветности будет зависеть для одной и той же измеряемой цветности от яркости соответству­ ющего цвета.

Важным фактором, от которого зависит точность измерения цвета телевизионной установкой, является линейность амплитуд­ ных характеристик трех каналов камеры. Если передающие труб­ ки имеют нелинейные световые характеристики, то эти нелинейно­ сти должны быть скорректированы при помощи гамма-коррек­ торов.

Сравнение трех типов передающих трубак-суперортикона, видикона и диссектора показало, что в отношении рассматриваемых параметров из этих трубок наилучшей для использования в цветоизмерительной телевизионной установке является диссектор {140]

7.5. ИЗМЕРЕНИЯ ЯРКОСТИ И ЦВЕТА НА ОБЪЕКТЕ

СИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЕРЕДАЮЩЕЙ КАМЕРЫ

ИЭТАЛОНА ДЛЯ СРАВНЕНИЯ

Ошибки измерений яркости и цвета из-за различных несовер­ шенств и неста'бильностей телевизионной измерительной камеры можно существенно уменьшить, если в процессе измерений наряду с исследуемыми объектами одновременно или периодически изме­ рять некоторый «эталон», например, в виде специальной испыта­ тельной таблицы с известными световыми параметрами. Данные, полученные при измерении калиброванной таблицы, могут быть использованы при обработке результатов измерений исследуемых объектов для их корректировки. Это особенно важно в тех слу­ чаях, когда измерительная установка работает 'без обслуживаю­ щего персонала и недоступна для выполнения регулировок, в ко­ торых может возникнуть необходимость в процессе работы каме­ ры. В частности, такой способ проверки работы измерительной камеры и внесения необходимых корректировок в результаты изме­ рений используется при космических исследованиях с помощью беспилотных кораблей {141]. Информация о цвете объектов при таких исследованиях очень важна. Она помогает, например, опре­ делять состав далеких планет при сравнении их по цвету с извест­ ными земными породами.

Так, например, яркость и цвет лунной поверхности измерялись при помощи телевизионной камеры с использованием калиброван-

— 209 —