Телевидение Методические указания по выполнению лабораторной работы

Лабораторная работа 5

ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ШУМОВ И ПОМЕХ НА КАЧЕСТВО ТЕЛЕВИЗИОННОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

Цель работы: изучение методов измерения шумов и помех, исследование видности шумов и помех на черно-белом телевизионном изображении.

Шумы в телевизионных системах снижают четкость и контраст изображения, сокращают диапазон воспроизводимых полутонов яркости. Уровень шумов в телевизионной системе определяется преобразователем свет-сигнал т. е. звеном, где сигнал минимален.

Отношение размаха видеосигнала к среднеквадратическому уровню шума (Uш) определяет отношение сигнала к шуму при измерении шумовой "дорожки", равной примерно 6Uш. Осциллографическим методом измеряется квазипиковое отношение сигнала к шуму. Учет влияния шумов на качество восприятия изображения возможен введением "весовых" функций шумов, учитывающих зависимости видности шумов на телевизионном экране от их спектрального состава и уровня фоновой яркости. Для измерения визуально-эквивалентного отношения сигнала к шуму в состав измерительной аппаратуры вводятся взвешивающие фильтры, реализующие весовые функции. Характеристика затухания взвешивающего фильтра (фильтра кривой видности), рекомендованного МККР и учитывающего спектральный состав шумов, может быть записана выражением

,

где G – затухание фильтра на частоте f (в децибелах); t – постоянная времени фильтра, равная 0.33 мкс.

Взвешенная оценка шумов с учетом видности на фонах разной яркости определяется выражением

,

где  – среднеквадратический уровень шумов на черном;  – среднеквадратический уровень шумов на сером;  – среднеквадратический уровень шумов на белом фоне изображения.

Отношение размаха сигнала к размаху гармонической помехи определяет отношение сигнал/помеха в видеосигнале.

Заметность гармонических помех на телевизионном изображении зависит от частоты помехи и кратности частотам разложения. Для диапазона частот до 1 МГц синхронные помехи менее заметны на телевизионном экране по сравнению с несинхронными. На частотах выше 1 МГц синхронные помехи становятся более заметными.

Измерение шумов непосредственно на телевизионном изображении проводится с использованием поля сравнения, в котором уровень фоновой яркости и шумовых компонент можно калибровано перестраивать в широких пределах. Визуально добиваются идентичности восприятия изображения поля сравнения с соседними участками и считывают размах сигнала с эталонного генератора.

5.1. Лабораторная установка

В состав лабораторной установки включены видеоконтрольное устройство (ВКУ), смеситель видеосигнала и помех, генератор шума, генератор НЧ- и ВЧ-гармонических сигналов помех, измерительный аттенюатор, генератор телевизионных испытательных сигналов, узкополосный перестраиваемый фильтр для формирования квазигармонических шумов.

Для измерения визуально-эквивалентного отношения сигнала к шуму осциллографическим методом в смеситель введен амплитудный ограничитель с регулируемым порогом ограничения и фильтр кривой видности. Для измерений на экране ВКУ с помощью поля сравнения используется генератор "окна" c перестраиваемым уровнем фоновой яркости.

5.2. Программа экспериментальных исследований

До выполнения лабораторной работы студенты должны ознакомиться с настоящими методическими указаниями и с рекомендованной литературой [3],[4],[6] и [5, лабораторная работа № 5].

Настроить ВКУ, получить наиболее качественное изображение.

Оценить продольную четкость и число воспроизводимых градаций яркости по испытательным сигналам.

Ввести в видеосигнал шумы от генератора шума и определить соотношение сигнал/шум на крупных белой, серой и черной деталях изображения при пороговом уровне заметности шумов на изображении.

Оценить влияние на продольную четкость и число воспроизводимых градаций яркости шумов в видеосигнале. Измерить продольную четкость и число воспроизводимых градаций яркости при отношениях сигнал/шум 100, 50, 20, 10, 5.

Построить зависимость заметности квазипериодических шумов от частоты, перестраивая узкополосный фильтр на частоты 0.1, 0.5, 1.0, 3.0,
5.0 МГц и измеряя соотношение сигнал/шум на пороге заметности на экране.

Ввести в видеосигнал периодическую помеху с частотами 40, 45, 50, 55, 60, 95, 100,105, 110, 250, 500 Гц; 1, 5, 10, 16.625, 20, 50, 100, 200, 500 кГц; 1, 2, 3, 5 МГц и определить соотношение сигнал/помеха при пороговом уровне заметности для случаев синхронной и несинхронной помехи на телевизионном экране.

Физика, электротехника решение задач