ОЗВИ методичка

ются шкалы отношений и категорий.

Субъективная шкала отношений является линейной шкалой, содержащей дробные числа от нуля до единицы (0; 0,1; 0,2;…;1,0). Достоинство шкалы отношений заключается в том, что с числами этой шкалы можно производить все арифметические действия. Это требуется при сведении единичных коэффициентов качества системы в комплексный [2]. Однако оценка качества сигнала числами шкалы отношений у экспертов вызывает определенные трудности.

Для экспертов наиболее понятна шкала категорий, которая основана на принципе ранжирования мнений экспертов. Используя эту шкалу, эксперты производят оценку качества изображения в таких хорошо ассоциируемых терминах, как «отлично», «почти отлично», «хорошо», «почти хорошо», «удовлетворительно», «почти удовлетворительно», «неудовлетворительно». Поскольку экспертам значительно легче оценить качество изображения по шкале категорий, то и согласованность ответов по этой шкале выше.

При проведении эксперимента с определением сенсорной характеристики ЗА по шкале категорий зрителям предъявляются два изображения. Одно из них - эталонное, качество которого по исследуемому параметру остается постоянным и оценивается категорией “отлично”, или баллом 5. Другое изображение варьируемое, т. е. с переменным качеством изображения по исследуемому параметру. Качество варьируемого изображения зрители оценивают по сравнению с эталонным по шкале: от 2 до 5 через 0,5 балла.

2.2. Методические указания по выполнению лабораторной работы

Цель работы: построение сенсорной характеристики зрительного анализатора по четкости при использовании в качестве объективного критерия четкости коэффициента информативности.

I. ПСИХОФИЗИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ ПО ПОСТРОЕНИЮ СЕНСОРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗРИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗАТОРА ПО ЧЁТКОСТИ

Описание лабораторной установки

Лабораторная установка состоит из двух однотипных диапроекторов, имеющих одинаковые световые потоки и установленных на одинаковом расстоянии от экрана. ПЧХ их проекционных объ-

31

ективов практически одинаковы.

Порядок проведения работы

1.Включите диапроекторы №1 и №2 и сфокусируйте проецируемые ими изображения на экране. Для этого поочерёдно зарядите

вних диапозитив №Э, соответствующий эталонному изображению, и вращением рукоятки фокусировки добейтесь максимально резкого изображения на экране. Чёткость изображения на экране при проекции диапозитива №Э считается отличной (5 баллов).

2.Оставьте в диапроекторе №1 диапозитив №Э.

3.В диапроектор №2 в произвольном порядке вставьте 5 диапозитивов с различным качеством изображения.

4.Последовательно проецируя диапроектором №2 различные диапозитивы, оцените в баллах уровень чёткости каждого из них, используя шкалу: отлично (5) - диапозитив №Э, почти отлично (4,5), хорошо (4), почти хорошо (3,5), удовлетворительно (3), почти удовлетворительно (2,5), неудовлетворительно (2).

5.Полученные оценки качества изображения по чёткости занесите в табл. 2.1. Каждый студент, выполняющий работу, должен оценить самостоятельно четкость всех варьируемых диапозитивов не менее трёх раз.

6.Измерьте расстояние Lза от эксперта до экрана и высоту экранного изображения Нэ. Они понадобятся в дальнейшем.

Таблица 2.1 Данные оценки качества четкости изображения

32

Обработка результатов эксперимента

1. Для каждого диапозитива, кроме №Э, найдите среднее арифметическое субъективной оценки по четкости:

где Xi - i-е значение балльной оценки уровня чёткости изображе-

ния диапозитива;

k - количество оценок качества изображения диапозитива. Занесите данные расчетов в табл. 2.1.

2. Произведите расчет среднего квадратичного отклонения σ для выборки балльных оценок каждого диапозитива:

Данные о величине σ занесите в таблицу 2.1.

3. Проставьте в табл. 2.1 номера диапозитивов таким образом, чтобы кадру с наилучшим качеством изображения соответствовал №1, а далее номера №2, №3, № 4, №5 в порядке ухудшения качества.

II. ВЫЧИСЛЕНИЕ ОБЪЕКТИВНЫХ КРИТЕРИЕВ ИССЛЕДУЕМОЙ СИСТЕМЫ ПО ПАРАМЕТРУ «ЧЁТКОСТЬ»

В данной части работы четкость изображения диапозитивов исследуется теоретически. Система записи-тиражирования-воспро- изведения (ЗТВ) может быть представлена эквивалентной схемой (рис. 2.3). Для получения всех пяти диапозитивов использовались одни и те же звенья системы: НКП, ПКП, ПО и ЗА. Изменение же уровня чёткости в используемых диапозитивах достигалось за счет расфокусировки съемочного объектива. Пространственночастотные характеристики звеньев НКП, ПКП и ПО заданы табличным способом. Их значения одинаковы для всех пяти диапозитивов, они приведены в табл. 2.2. Величина расфокусировки

33

съемочного объектива, избранная для получения каждого диапозитива, обусловливает спад пространственно-частотной характеристики объектива. Поэтому ПЧХ СО будет различна для каждого диапозитива. ПЧХ СО представлены в табл. 2.3-2.7 соответственно каждому диапозитиву.

СО НКП ПКП ПО ЗА

Рис. 2.3. Эквивалентная схема преобразований изображения в процессе записи и воспроизведения диапозитива: СО – съёмочный объектив; НКП – негативная киноплёнка; ПКП – позитивная киноплёнка; ПО – проекционный объектив; ЗА – зрительный анализатор.

Таблица 2.2

ПЧХ звеньев НКП, ПКП, ПО

34

Таблица 2.4

Диапозитив №2

35

Таблица 2.7

Диапозитив № 5

Порядок проведения вычислений

1. Определите промежуточную ПЧХ системы Кпром(f) для звеньев, которые были одинаковы для всех диапозитивов (см рис. 2.4):

Значения Кпром(f) поместите в табл. 2.2.

НКП ПКП ПО

Рис. 2.4. К определению промежуточной ПЧХ

2. Найдите для каждого из диапозитивов ПЧХ системы ЗТВ:

Здесь необходимо обратить внимание на то, что функции Ксо(f), заданные таблично, имеют аргументы (частоты f), отличные от значений аргументов, приведенных для функции Кпром(f). И только для диапозитива №1 они полностью совпадают, что делает возможным прямое почастотное перемножение значений этих функций. Для диапозитивов №2 - №5 следует предварительно определить значения Кпром(f) в частотах, указанных в табл. 2.4 - 2.7 для соответст-

36

вующего диапозитива. Сделать это можно двумя способами: графически (например, для диапозитивов №2 и №3) или с помощью функции, аппроксимирующей Кпром(f) (для диапозитивов №4 и №5). В первом случае строят график функции Кпром(f) и находят из него значения данной функции на требуемых частотах. Во втором случае из построенного графика функции Кпром(f) находят значения параметров N и fe (см. рис. 2.1), а также по формуле (2.5) определяют величину показателя степени n. Далее, подставив полученные таким образом численные величины в аппроксимирующее выражение (2.4), с его помощью определяют значения функции Кпром(f) на требуемых частотах.

Результаты расчетов функций Кпром(f) и КЗТВ(f) занесите в табл. 2.3 - 2.7.

3.По формуле (2.3) рассчитайте линейное увеличение системы «проекционный объектив - зрительный анализатор». Номинальный размер кадра диапозитива на 35-мм фотопленке составляет 24×36 мм, а размеры окна рамки диапозитива - 23×35 мм (ГОСТ

17558-81), поэтому высоту проецируемого кадра hк следует принять равной 23 мм.

4.Пользуясь выражением (2.2), переведите пространственные частоты f, соответствующие плоскости диапозитива, в пространст-

венные частоты fc, соответствующие поверхности сетчатки ЗА. Занесите частоты fc для каждого диапозитива в табл. 2.3 - 2.7.

5.По формуле (2.9) рассчитайте значения КЗА(fc) для каждой пространственной частоты fc, указанной в табл. 2.3 - 2.7. Полученные значения занесите в соответствующие таблицы.

6.Рассчитайте значения итоговой ПЧХ Китог(fc) для каждого диапозитива:

Результаты расчётов занесите в табл. 2.3 - 2.7.

7.Постройте графики итоговых ПЧХ Китог(fc) для всех пяти диапозитивов.

8.По графикам Китог(fc) для каждого диапозитива определите величину разрешающей способности N и критической пространст-

венной частоты fе в частотах на поверхности сетчатки (см. рис. 2.1). Результаты занесите в табл. 2.8.

9.По формуле (2.5) рассчитайте значения показателя степени

37

n аппроксимирующей функции для каждого диапозитива и занесите их в табл. 2.8.

10.Пользуясь выражением (2.12), найдите значения информа-

ционной плотности Нр для каждого диапозитива и занесите их в табл. 2.8.

11.По выражению (2.13) рассчитайте коэффициент информа-

тивности ηи изображения каждого диапозитива. Данные также занесите в табл. 2.8.

Таблица 2.8 Объективные критерии качества изображения систем ЗТВ

для каждого диапозитива

III. ПОСТРОЕНИЕ СЕНСОРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗА

Постройте сенсорную характеристику зрительного анализатора, используя в качестве субъективного параметра четкости величину усредненной балльной оценки Хср (табл. 2.1), а в качестве объективного критерия – коэффициент информативности ηи (табл. 2.8). На графике сенсорной характеристики отметьте также диапазоны среднеквадратичных отклонений σ.

Содержание отчета

1.Цель работы.

2.Формулы, используемые в расчетах.

3.Расчет линейного увеличения системы β.

4.Табл. 2.1 – 2.8.

5.Графики ПЧХ: Кпром(f), Китог(fc) и график сенсорной характеристики ЗА по четкости Xср(ηи).

6.Выводы.

38

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДЕФОКУСИРОВКИ ПРОЕКЦИОННОГО ОБЪЕКТИВА НА КАЧЕСТВО ВОСПРОИЗВОДИМОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

3.1. Теоретические основы лабораторной работы

Объективы - важнейшее звено кинематографической системы. Объектив киносъемочного аппарата осуществляет построение изображения объекта съемки в плоскости кинопленки. Объектив кинопроекционного аппарата переносит изображение с фильмокопии на экран. Объектив кинокопировального аппарата оптической печати формирует изображение оригинала на неэкспонированной кинопленке либо в масштабе 1:1, либо в другом масштабе.

Для того чтобы при построении либо переносе изображения терялось как можно меньше информации, необходимо, чтобы плоскость резкой наводки и плоскость кинопленки или экрана совпадали. При несовпадении этих плоскостей происходит потеря четкости изображения. Расфокусировка изображения во время кинопроекции (или копирования) может происходить из-за прогиба киноленты в кадровом окне, вследствие ее коробления или нагрева. При киносъемке нерезкость изображения может появляться, например, из-за несовпадения плоскостей киноленты и матового стекла, на котором формируется изображение, видимое потом оператором в визире и, ориентируясь на которое, оператор наводит киносъемочный объектив на резкость. Ошибка наводки на резкость может возникнуть и из-за неточности работы системы автофокуса.

Для объективной оценки качества изображения по четкости удобно пользоваться понятием коэффициента информативности.

Коэффициент информативности ηи представляет собой отношение информационной плотности светового сигнала при рассматривании изображения Нр к информационной плотности светового сигнала при рассматривании зрительным анализатором (ЗА) реального объекта НрЗА :

40