СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ И АНАЛИЗА ВИЗУАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ Российский патент 2003 года по МПК H04N5/00 H04N5/14 H04N5/235 

Изобретение относится к измерительной технике в вещательном и прикладном телевидении.

Целью изобретения является обеспечение зрительного комфорта для потребителя информации путем разграничения телевизионного изображения на комфортное и дискомфортное по результатам измерения одного из основных визуальных параметров - яркости изображения и выявление допустимых частот смены разнояркостных изображений.

Сегодня известны допустимые значения визуальных параметров для компьютерных дисплеев, закрепленные в ГОСТах и санитарно-гигиенических нормах. Среди них такие, как контраст, допустимая временная нестабильность изображения и ряд других параметров, более присущих видеодисплейным терминалам.

Отсутствие аналогичных норм для телевизионных изображений приводит к возможности возникновения дискомфортных условий просмотра телевизионных программ. Международная комиссия по освещению (МКО) определяет зрительный дискомфорт как ощущение неудобства или напряжения.

В данной работе сделана попытка разграничения телевизионного изображения на комфортное и дискомфортное путем измерения одного из основных визуальных параметров - яркости - объективными методами.

Изменения яркости во времени в данной работе обозначены термином "мелькания". По мнению Дж. Ллойда, "мелькания представляют собой сложное явление, свойства которого по-разному воспринимаются наблюдателями и в сильной степени зависят от характеристик индикаторного устройства".

Известно, что зрительная система человека чрезвычайно чувствительна к мельканиям, причем для некоторых частот (6-12 Гц) наблюдается максимум чувствительности.

По данным физиологов, именно на этот частотный диапазон приходится так называемый основный альфа-ритм энцефалограммы, отражающей наличие главных нейропульсаций в нейронах. Таким образом, присутствие внешнего раздражения в виде мельканий в указанном диапазоне частот приводит к резонансным явлениям в нейронах, что отрицательно сказывается на организме человека. Очевидно, что в этом случае за дискомфортом скрываются вредные воздействия. Необходимо определить влияние мельканий на человеческий организм в зависимости от их амплитуды и частоты.

Известно устройство устранения мельканий (А.С. СССР 1075444 А, H 04 N 5/213, 1984 г. , в котором содержится блок обнаружения мельканий на контрастных перепадах видеосигнала.

Недостатком известного технического решения является отсутствие разграничений выявленных мельканий яркости на допустимые и недопустимые, некомфортные в зависимости от амплитуды и частоты мельканий разнояркостных изображений.

Указанная задача решается в заявленном изобретении.

Заявленный способ состоит в том, что анализируют яркость фрагментов изображения следующим образом.

Перед измерениями регулируют измерительную аппаратуру (измерительный стенд) таким образом, чтобы исключить влияние яркости внешней освещенности. Для стабильной работы измерительного стенда перед проведением измерений стенд юстировался при помощи специально предусмотренных регуляторов установки нуля и уровня усиления. Уровень нуля устанавливался таким образом, чтобы яркость экрана монитора, на который с генератора телевизионных сигналов подан сигнал уровня черного, определялась измерительным стендом как ноль. При этом весь комплекс измерительной аппаратуры (измерительный стенд) обладает суммарной линейной характеристикой и не вносит существенных искажений в измеряемый яркостной сигнал. Измеряют яркость свечения монитора при подаче на него различных фрагментов сюжетов разнояркостных изображений. В качестве преобразователя света в электрический сигнал используется селеновый светодиод, обладающий линейной зависимостью фототока от освещенности, поэтому измеряемую яркость можно считать интегральной, измерения интегральной яркости монитора повторяют периодически с частотой 50 Гц. Осуществляют выборку сюжетов изображений разнояркостных кадров, выявляют кадры, удовлетворяющие частоте максимальной чувствительности глаза, присваивают указанным выделенным кадрам порядковые номера, выделяют поля, изменения яркости которых по отношению к предыдущему полю составляют более 30% от уровня белого, из выделенных полей выбирают поля, отстоящие друг от друга на 4-8 полей (таким образом помечались единичные циклы периодических мельканий в соответствии с критической частотой 6-12 Гц).

Таким образом выявляют поля изображения, удовлетворяющие двум условиям некомфортности восприятия: критической частоте мельканий изображений с большой яркостью. Анализируют указанные выделенные поля на компьютере в соответствии с алгоритмом обработки яркостных составляющих сигнала и в соответствии с заложенным определенным пороговым значением, выдают рекомендации об исключении полей, соответствующих некомфортному восприятию, из видеоряда изображения. Результаты измерений могут быть представлены в виде графиков - яркограмм, по оси абсцисс которых отложены порядковые номера полей, а по оси ординат - интегральные яркости полей в процентах от максимальной яркости монитора. При этом выявленная яркостная составляющая телевизионного изображения не идентична яркостной составляющей видеосигнала, т.к. учитывает нелинейные искажения, вносимые электронно-лучевой трубкой монитора. Повышение амплитуды мельканий приводит к усилению их влияния на организм.

При исследованиях различных видеосюжетов присутствовали целые цепочки из единичных циклов мельканий, идущих подряд. Анализ этих сюжетов показал, что некоторые из этих дискомфортных мельканий представляют собой съемку мигающих источников света, а некоторые намеренно введены в видеоряд при монтаже путем периодической вставки черных полей в сцену с высокой интегральной яркостью. Помимо измерений интегральной яркости, заявленный способ позволяет проводить спектральную оценку видеоматериалов путем отключения последовательно каналов цветности испытуемого изображения (последовательно выключают усилители цветов воспроизводящего монитора).

Разработанный способ может найти широкое применение при измерениях эргономических характеристик телевизионных комплексов, при специальных телевизионных измерениях, при измерениях, целью которых является рекомендация об экологичности и комфортности представленных телевизионных сюжетов, при специальных отборах видеоматериалов для показа детям различного возраста.

Изобретение относится к измерительной технике вещательного телевидения. Техническим результатом изобретения является обеспечение комфортного наблюдения телевизионного изображения путем устранения фрагментов изображения, содержащих мелькания большой амплитуды и критической для восприятия частоты. Способ регистрации состоит в том, что выявляют фрагменты изображения, частота которых соответствует диапазону некомфортных для восприятия частот, т.е. изображения содержат яркость большой амплитуды и частота смены этих изображений совпадает с критическими некомфортными для восприятия частотами.

Способ регистрации и анализа визуальных параметров телевизионного изображения, состоящий в том, что измеряют яркость свечения монитора и анализируют изображения с различными яркостями, отличающийся тем, что перед измерениями осуществляют регулировку для исключения влияния внешней освещенности, на монитор проецируют фрагменты различных по яркости изображений, осуществляют покадровый просмотр проецируемых фрагментов, измерения интегральной яркости свечения монитора осуществляют с частотой 50 Гц, анализируют частоту мельканий яркости изображений, выявляют кадры, соответствующие максимальной чувствительности глаза к частоте мельканий яркости, присваивают указанным выделенным кадрам порядковые номера, выделяют поля, изменения яркости которых к предыдущему полю составляют более 30% от уровня белого, выбирают поля, удовлетворяющие этому условию и отстоящие друг от друга на 4-8 полей, анализируют указанные выделенные поля на компьютере по алгоритму обработки яркостных составляющих сигнала в соответствии с заложенным определенным пороговым значением и в соответствии с результатами обработки выдают рекомендации по устранению выявленных дискомфортных фрагментов изображения из видеоряда.