ло центральной длины волны. Например, запись Ь(х, у, Х, t) означает, что изображение плоское цветное динамическое.

В процессе взаимодействия с исследуемыми объектами, как уже отмечалось, происходит модуляция не только амплитуды электромагнитной волны, а следовательно, и интенсивности, но и ее фазы. Пространственно-временная картина модуляции фазы несет информацию об изучаемых объектах, что послужило основанием для создания голографических телевизионных и других систем регистрации.

Следует отметить, что приведенная классификация не накладывает ограничений на области определения функции 1Щ. Такие изображения могут рассматриваться в рентгеновской, ультрафиолетовой, видимой, инфракрасной и других областях спектра электромагнитного излучения.

Из физической природы излучения следует, что функция яркости или освещенности всегда конечна и положительна, т. е. OL: max, где Lmax - максимальная яркость в поле изображения. Функцию яркости можно представить и в дискретной форме -в виде соответствующих матриц чисел. Например, плоское ахроматическое статическое изображение в дискретной форме может быть представлено в виде матрицы пХПу, т. е. L(i, /), где t=l, Пх; j= = 1, Пу. Представленное таким образом изображение называют дискретным с числом элементов п=ПхПу.

При цифровой обработке изображений, передаче информации об изображении по каналу связи и в ряде других случаев удобно, если функция L принимает значения только из конечного набора чисел L={L,, L2, L3, Lh}. Такое изображение называют квантованным. Частным случаем квантованного является двоичное изображение L={0, 1}. С двоичными изображениями особенно часто приходится встречаться в измерительной телевизионной технике.

Приведенная классификация иллюстрирует подход к описанию изображений, развиваемый в телевизионной технике, технике обработки изображений и других областях. Такой подход оказывается наиболее эффективным при изучении изображения как объекта исследований в измерительных ТВС, как формы представления информации и при оценке искажений, вносимых ТВС в процессе передачи информации об изображении по каналам связи.

§ 1.3. Телевизионное изображение

Телевизионное изображение формируется, как правило, на экране электронно-лучевой трубки (известны и другие способы формирования телевизионного изображения). Телевизионное изображение предназначено для восприятия глазом. В связи с этим очевидно, что принципы формирования телевизионного изображения, его параметры, как и параметры ТВС в целом, должны быть строго согласованы с характеристиками зрения.

Отдельные параметры изображения, поддающиеся определению и измерению, отражают общую характеристику изображения - его качество. При определении качества телевизионного изображения обычно оценивают подобие его входному оптическому изображению или изображению передаваемой сцены, наблюдаемому непосредственно глазом.

В качестве измеряемых параметров телевизионного изображения выбирают такие, которые формируют у наблюдателя субъективные оценки качества изображения. К. таким параметрам обычно относят:

формат изображения k=l/h, где I - ширина; h - высота изображения;

размер, определяемый при заданном формате k высотой телевизионного изображения h или диагональю D;

яркость L, оцениваемую обычно по максимальной яркости Lmax отдельных участков изображения;

контраст изображения /(и = тах/-тт или относительный контраст Kii= (i-max-imln)/imax (imax и Lmln - ЯрКОСТИ СЗМОГО СВеТ-

лого и самого темного участков изображения);

четкость, определяемая числом условных или реальных элементов разложения n=kZ, где Z - число строк разложения, либо п= = ПхПу в случае дискретного изображения не только в направлении у, но и в направлении х. С особенностями формирования телевизионного изображения связано введение понятий поперечной и продольной четкости, определяемых числом элементов на высоту и ширину изображения соответственно. Реальная четкость определяется не только числом элементов разложения, но и другими факторами, и ее принято измерять максимальным числом черных и белых линий, воспроизводимых в изображении на отрезке h с заданным контрастом К (эта оценка относится как к поперечной, так и продольной четкости);

отношение сигнал-шум г)=/./1ш, где l - размах сигнала; - эффективное значение флуктуационной помехи; для оценки восприятия помех глазом необходимо знать также и распределение спектральной плотности мощности помех; отношением сигнал-шум в конечном счете определяется число градаций яркости, воспроизводимых в телевизионном изображении;

характер воспроизведения градаций яркости внутри яркостного динамического диапазона; например, при линейном законе изменения градаций яркости по яркостному диапазону в исходном изображении в соответствующем телевизионном изображении характер воспроизведения градаций яркости может отличаться от линейного;

цветовоспроизведение, характеризуемое степенью отличия цветов (цветности) в изображении от цвета (цветности) соответствующих участков исходного изображения; количественно выражается в колориметрических единицах;

неравномерность воспроизведения по полю изображения, харак-

теризующая неодинаковость воспроизведения фрагментов изображения по полю телевизионного растра (неравномерность воспроизведения в телевизионном изображении уровней яркостей, соответствующих одинаковым яркостям в исходном изображении);

геометрические искажения в телевизионном изображении, характеризующие точность воспроизведения координат отдельных элементов исходного изображения.

В ряде случаев применяют производные параметры, функционально связанные с указанными: резкость, ложные сигналы, в частности проявления искажений, возникающих вследствие динамических процессов,- инерционность и др.

Совокупность перечисленных параметров не дает, как правило, исчерпывающей характеристики качества телевизионного изображения. С этой целью в ряде случаев используют интегральные оценки качества изображения. Интегральная оценка качества телевизионного изображения может быть выражена функционалом от откликов - ощущений - зрительной системы, формируемых на каждый из перечисленных параметров изображения.

Наиболее распространенной методикой оценки качества телевизионного изображения является сравнение его с входным изображением (или непосредственно передаваемой сценой) в одинаковых условиях наблюдения. При этом степень соответствия может быть выражена следующими категориями.

Если в любой момент времени излучение каждой точки телевизионного изображения как по спектральнму составу, так и по энергии идентично соответствующей точке исходного изображения, то говорят о тождественном воспроизведении. Тождественному воспроизведению препятствуют флуктуации излучения.

Если излучение каждого элемента воспроизводимого изображения как по спектральному составу, так и по энергии одинаково с точностью, определяемой флуктуациями излучения, воспроизведение называют физически точным.

В условиях наблюдения изображения глазом стремятся к физиологически точному воспроизведению, когда визуально не обнаруживаются различия между изображением и оригиналом. Реальные отличия изображения и оригинала могут находиться в пределах пороговых характеристик глаза по яркости, цветности и другим параметрам.

Иногда вводят понятие психологически точного воспроизведения. В этом случае яркость и цветность участков воспроизводимого изображения могут существенно отличаться от соответствующих характеристик оригинала, но по восприятию изображение подобно оригиналу и дает достаточное представление о нем, например черно-белое телевизионное изображение реальной многоцветной сцены.

В некоторых случаях телевизионное изображение выступает как форма представления информации в виде, удобном для восприятия глазом. Такое изображение может и не быть отображени-