Исследование значимости некоторых показателей качества автотипного оттиска
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
товых границ и следующих за ними участков изображения.
Амплитудные искажения сигнала изображения приводят к ошибкам в передаче градаций яркости, а также к неправильной передаче цветовой гаммы. При передаче изображений также приходится заботиться об обеспечении малой величины цветовых и геометрических искажений [1].
Искажения и помехи снижают качество воспроизведения изображений и для их оценки необходимы количественные критерии.
Вероятно, одним из первых критериев, предложенных для оценки качества воспроизведения изображения звезды оптическим прибором, был критерий Рэлея. С помощью критерия Рэлея оценивался всего один параметр качества воспроизведения, а именно разрешение. Однако уже развитие фотографии показало, что оценивать качество воспроизведения по одному, хотя и важному параметру, недостаточно. Для оценки качества воспроизведения фотографических изображений необходимо было принимать во внимание наличие зерна (шума) на изображении, ограничения величины воспроизводимого контраста, обусловленного наличием вуали, наличие геометрических искажений, обусловленных несовершенством оптики, и целого ряда других факторов. Появление цветной фотографии, кино и телевидения еще более усложнило проблему.
Простейшим критерием, который часто применяют для оценки качества воспроизведения ахроматических изображений, является среднеквадратичная оценка, нормированная к динамическому диапазону яркости, занимаемому изображением ? [2]:
(1)
В формуле 1 использованы следующие обозначения: - яркость исходного изображения в точке с координатами (x,y), - яркость этой же точки копии, - максимальное значение яркости в неискаженном изображении, которое определяет динамический диапазон яркости. Оператор mean выполняет усреднение по всей площади изображения.
Несомненным достоинством этого критерия является простота его вычисления и измерения. Часто на практике прменяется величина, обратная ? - так называется отношение пикового сигнала к шуму ? = 1/ ?. Однако, использование этого критерия, как показал опыт, ограничивается случаем сравнения величин искажений одного типа, например, искажений, обусловленных гауссовым шумом с одинаковыми спектральными интенсивностями. Попытка применить этот критерий для оценки ухудшения качества воспроизведения изображения при воздействии различных источников искажений, например, шума и размытия границ, приводит к неудаче. В этом случае обнаруживается, что при одной и той же величине ?, размытие границ в большей степени снижает качество, чем шум.
Стремления разработать так называемый обобщенный критерий качества воспроизведения изображений до настоящего времени не увенчались успехом по двум причинам.
Во-первых, как выяснилось в процессе исследований, вид критерия сильно зависит от задачи, для решения которой используется изображение. Объясняется это тем, что влияние искажений и помех, вносимых в изображения, на конечный результат сильно зависит от вида решаемой задачи. Например, при аэрофотосъемках, предназначенных для картографирования местности, велика роль геометрических искажений, в то время как небольшие искажения в передаче цветовой гаммы играют меньшую роль.
Второй причиной, обусловившей отсутствие подходящих критериев оценки качества воспроизведения изображение, по крайней мере, для случаев, с которыми мы имеем дело при производстве репродукций, художественных альбомов, и т.п., является сложность моделирования зрительной системы человека, которая в конечном итоге оценивает качество воспроизведения изображений.
Вследствие отсутствия решения этой проблемы в целом, инженеры и технологи были вынуждены для оценки качества воспроизведения изображений использовать так называемые частные критерии качества, а также метод экспертных оценок в баллах, о котором речь пойдет дальше.
При использовании частных критериев наиболее часто оцениваемыми являются следующие параметры:
разрешающая способность, определяемая числом различимых штрихов миры на изображении по горизонтали и вертикали с тем или иным значением контраста;
количество воспроизводимых градаций яркости внутри яркостного динамического диапазона;
контраст, под которым понимают отношение максимальной яркости изображения к минимальной;
отношение сигнала к шуму, определяемое как отношение размаха сигнала от черного до белого к среднеквадратичному значению шума;
геометрические искажения, характеризующие точность воспроизведения координат отдельных элементов исходного изображения;
цветовоспроизведение, характеризующее степень отличия цветов в полученном изображении от цветов в исходном изображении, а также ряд других параметров.
Основным недостатком метода экспертных оценок является отсутствие формул, устанавливающих надежную математическую связь между величиной различных искажений и помех, с одной стороны, и величиной эксперной оценки (проставленного балла), с другой стороны. Стремление создать критерии оценки качества воспроизведения изображений, свободные от указанных недостатков, инициировало дальнейшее исследование зрительной системы и разработку ее функциональных моделей, которые поволили бы определили такие критерии.
1.1 Адаптация зрительной системы к освещенности и контрастная чувствительность
Из курса лекций по светотехники известно, что взаимодействие рецепторов системы горизонтальных и би?/p>