ния р, под которым видны оси двух соседних предельно узких светлых или темных полос:

Z„pj2a/p. (3.47)

Если р превышает угол разрешения глаза <pmin, полоски шириной б оказываются визуально различимыми. В случае Р<фт1п они неразличимы.

S, отн.ед.

Рис. 3.17. Определение оптимального числа строк (а, б) н кажу-щейсн четкости изображении (в)

Условие (3.47) неоднозначно, так как углы аир могут принимать различные значения, зависящие от условий наблюдения. Угол a=2acrtg (/г/2Я) определяется относительным расстоянием наблюдения Я/Л, сокращающимся по мере увеличения размеров телевизионного экрана. Оптимальное расстояние Я соответствует (4-6) Л. Угол разрешения глаза фпип зависит от яркости, контрастности, резкости и цвета деталей изображения, от уровня и характера помех. При достаточной яркости, высокой контрастности и резкости черно-белого изображения угол фть достигает 0,75-Г. С ухудшением качественных параметров изображения он может возрастать до 2-3.

На рис. 3.17, б представлена зависимость оптимального числа строк в растре Zopt от относительного расстояния наблюдения Я/Л

и угла разрешения глаза фтш- При относительных расстояниях Hh - A-6 и угле фт1п= 1-3 оптимальное число строк в растре изменяется в пределах 400<Zopt< 1700 и существенно возрастает в случае дальнейшего уменьшения /Л. При среднем расстоянии наблюдения (Я г=5]ифт1„= 1 имеем а=1Г26 и Zopt=1370 строк.

Кажущаяся четкость изображения G изменяется в значительно более узких пределах. Ее зависимость от номинальной четкости подчиняется закону Вебера-Фехнера (2.10). В частном случае, при активном формате изображения k==\

0=7 при l<Z<Z„p,. (3.48)

In Zopt

Зависимость (3.48) представлена на рис. 3.17, в сплошными линиями при угле фт1п= 1 и трех значениях относительного расстояния наблюдения H/h - 5, 3 и 2, которым соответствуют Zopt=1370, 2270 и 3370 строк. При неизменных условиях наблюдения увеличение числа строк в растре сопровождается существенным улучшением кажущейся четкости лишь при малых Z. Увеличение числа строк Z>Zopt становится практически бесполезным. С другой стороны, с улучшением условий наблюдения и приближением зрителя к экрану повышение числа строк становится целесообразным и даже необходимым. Однако в силу логарифмической зависимости кажущаяся четкость достигает 0,9 уже при числе строк, примерно вдвое меньшем Zopt. Дальнейшее ее повышение при удвоении числа строк и четырехкратном расширении спектра передаваемых частот до настоящего времени считалось неоправданным. Это и определило выбор стандартных значений числа строк для телевизионного вещания: 525 строк в американской системе и 625 строк в европейских системах. Здесь следует отметить, что Советский Союз был первой страной, в которой был принят стандарт разложения на 625 строк, принятый в дальнейшем многими странами.

При стандартизованных параметрах разложения с полным числом строк Zo=625 и потерями на время обратного хода по кадру у = 0,08 активное число строк (3.5) Za = 575. Тогда при Я г = 5 и фтш=Г кажущаяся четкость изображения G достигает 0,88.

Если удвоение числа строк сопровождается относительно небольшими изменениями кажущейся четкости и общего представления о воспроизводимом на экране изображении, то одновременное четырехкратное увеличение номинальной четкости (штриховая кривая на рис. 3.17, в) существенно повышает различимость мелких деталей. Это безусловно оправдывает дальнейшее увеличение числа строк в телевизионном кадре.

В настоящее время все большую актуальность приобретают вопросы, связанные с разработкой ТВС с повышенной и сверхвысокой четкостью изображения. Назрела необходимость дальнейшего повышения четкости изображения в вещательном телевидении, увеличения размеров и формата экрана телевизионного приемника, создания видеотеатров с большими экранами. Разрабатываются

методы предъявления телезрителю новых видов информации, для чего требуется повышенная разрешающая способность системы, например для считывания цифробуквенной информации со страниц книг с обычным типографским шрифтом. В таком случае относительное расстояние наблюдения сокращается до 2-3 высот экрана и ТВС должна отображать детали, которые мог бы воспринимать в исходном оптическом изображении наблюдатель со средней разрешающей способностью зрения. Повышение четкости изображения необходимо для устранения заметности посторонних узоров - муа-ров, обусловленных биениями между строчной (точечной) структурой растра и мелкой структурой передаваемого изображения.

Действующий в СССР вещательный стандарт разложения на 625 строк был технически и экономически оправдан, что позволило создать мощную техническую базу телевидения. Однако стандарты с разложением на 525 и 625 строк достаточны лишь для передачи изображений с крупным планом. Они приемлемы для средних планов и совершенно неудовлетворительны при передаче изображений общих планов, содержащих мелкие детали. Четкость телевизионного изображения еще существенно отстает от четкости изображений на 35- и 70-мм фильмокопии. Для электронного кинематографа и постепенной замены кинопленки видеолентой необходимо более чем двукратное повышение четкости по горизонтали и по вертикали по сравнению с действующими стандартами.

Если в прикладном телевидении возможен многоэтапный переход с постепенным увеличением числа строк и четкости изображения, то в телевизионном вещании переход может быть только одноэтапным. При этом не обязательно соблюдать условия совместимости системы высокой четкости с действующими системами. На этапе сосуществования, который может продлиться довольно длительное время, смогут действовать обе системы одновременно и потребуется транскодированне телевизионных программ из одной системы в другую. В то же время, если число строк в новой системе будет кратно старому числу строк (525 или 625), то значительно упростится транскодирование сигналов.

В настоящее время для ТВС повышенной и сверхвысокой четкости и телевизионного кинематографа предлагается разложение на 1125-1250 и на 2625-3125 строк. Уже начаты эксперименты по разложению цветного телевизионного изображения на 1125 строк. И если первый вариант дает несколько меньший выигрыш, то второй дает уже существенное увеличение четкости, необходимое, в первую очередь, при уменьшении относительного расстояния наблюдения примерно до двух высот изображения, что соответствует условиям чтения книжного текста. В качестве мирового стандарта при телевизионном производстве широкоформатных кинофильмов для телевизионного кинематографа предлагается использовать разложение с вертикальной ориентацией строчной развертки.

При угле разрешения фп,1п=Г и уменьшении относительного расстояния наблюдения до Я/Л = 2 угол поля зрения а возрастает