Вопрос 3. Характеристики и параметры телевизионного изображения

Телевизионное изображение — это результат преобразования оптического изображения в электрический сигнал и его обратного восстановления на экране телевизора. Для передачи и воспроизведения изображения необходимо учитывать его физические и технические характеристики.

1. Размеры изображения

Размер телевизионного изображения определяется размерами экрана или матрицы, на котором воспроизводится кадр.

Параметры размеров:

• Ширина и высота изображения.

• Часто указываются диагональю экрана в дюймах.

Физический смысл: От размеров экрана зависит комфорт восприятия — при больших экранах требуется высокое разрешение для сохранения четкости.

2. Формат кадра

Формат кадра — это отношение ширины изображения к его высоте.

Типичные форматы:

• Классический телевизионный стандарт 4:3 (ширина к высоте).

• Широкоформатный стандарт 16:9 (для HDTV и цифрового телевидения).

Пример: Формат 16:9 означает, что на каждые 16 единиц ширины приходится 9 единиц высоты.

Формат кадра влияет на компоновку изображения, передачу перспективы и субъективное восприятие сцены.

3. Число строк разложения, частота смены кадров

Число строк разложения — количество горизонтальных строк, на которые делится изображение при передаче.

Примеры:

• Система PAL: 625 строк.

• Система NTSC: 525 строк.

Частота смены кадров — количество кадров, сменяющихся на экране в секунду.

Типичные значения:

• В аналоговом телевидении: 25 кадров/с (PAL, SECAM) или 30 кадров/с (NTSC).

• В цифровом телевидении (HDTV): может достигать 50, 60 или 120 кадров/с.

Формула частоты строк: Частота строк = количество строк × частота смены кадров.

Пример расчета для PAL: 15625 строк в секунду = 625 строк × 25 кадров в секунду.

4. Четкость и резкость изображения

Четкость — это способность изображения передавать мелкие детали без размытости.

Резкость — субъективная характеристика, связанная с контрастностью переходов между элементами изображения.

От чего зависят:

• Разрешение системы.

• Контраст объекта.

• Качество передачи сигнала.

В телевизионных системах четкость ограничивается полосой пропускания канала передачи.

5. Контраст, максимальная яркость, число воспроизводимых градаций яркости

Контраст

Контраст изображения — это отношение максимальной яркости белого участка к яркости черного участка.

Формула: Контраст = яркость белого / яркость черного.

Хороший телевизор должен обеспечивать высокий уровень контраста для реалистичности изображения.

Максимальная яркость

Максимальная яркость — это наибольшее значение светового потока, которое способен воспроизвести телевизор или проектор.

От максимальной яркости зависит возможность комфортного просмотра при ярком внешнем освещении.

Число воспроизводимых градаций яркости

Телевизионное изображение должно иметь достаточное количество уровней серого для плавной передачи полутонов.

Обычно требуется:

• 50–60 градаций яркости для нормального зрительного восприятия.

В цифровом телевидении обычно используется 8-битная шкала:

• 256 уровней яркости (от 0 до 255).

6. Отношение сигнал/помеха

Отношение сигнал/помеха (SNR, Signal-to-Noise Ratio) — это отношение мощности полезного сигнала к мощности помех в системе.

Формула: SNR (в децибелах) = 10 × логарифм (мощность сигнала / мощность помех).

Что это значит:

• Чем выше SNR, тем лучше качество изображения.

• Низкое SNR приводит к шуму, снижению четкости и контрастности.

Требования:

• Для аналогового телевидения допустимый уровень SNR обычно не ниже 40–45 дБ.

• В цифровых системах для стабильного приема требуется ещё более высокое SNR, с учётом дополнительных механизмов исправления ошибок