Взаимосвязь параметров изображения и характеристик систем по их обработке

Параметры, рассмотренные выше, характеризуют само изображение и их условно относят к параметрам первого рода. Параметрами второго рода являются характеристики технической системы, технологического процесса или их отдельных звеньев, которые обеспечивают тот или иной параметр первого рода.

Яркости или коэффициенту отражения оригинала соответствует амплитуда видеосигнала на выходе фотопреобразователя в устройстве электрооптического анализа или уровень квантования этого сигнала в цифровой системе переработки изображения.

Оптической плотности соответствуют значения видеосигнала, прошедшего через нелинейный преобразователь — логарифматор. Интервал плотностей и контраст изображения обеспечивается динамическим диапазоном видеосигнала или разрядностью его цифрового кодирования. Четкость изображения обеспечивает разрешающая способность системы, резкость определяет ее переходная характеристика, а тонопередачу обеспечивает — градационная (амплитудная) характеристика.

Цветоощущение. Любое изображение, будь то оригинал или полиграфический оттиск, воспринимается человеческим глазом. Тренированный глаз различает множество цветов и оттенков. Это тончайший и сложнейший прибор, который на нейронном уровне выполняет миллиарды вычислительных операций в секунду.

С оптической точки зрения глаз можно рассматривать как самую совершенную фотокамеру сферической формы. Роль диафрагмы выполняет зрачок, а хрусталик является двояковыпуклой линзой, которая фокусирует изображение предмета в центральной ямке, приблизительно 0,3 мм в диаметре.

Сетчатка глаза есть нечто иное, как кора головного мозга, выдвинутая «за его пределы». 3рительный нерв ведет прямо в мозг. Сетчатка состоит из 132 миллиона рецепторных клеток, из которых 125 миллионов палочек и 7 миллионов колбочек. Палочки обеспечивают остроту зрения и служат для восприятия света и контрастности изображения. Они более чувствительны, чем колбочки. Палочки поставляют зрительную информацию, которая более важна для обеспечения выживания человека. Колбочки отвечают за восприятие цвета и их в 20 раз меньше, чем палочек.

В клеточной мембране каждой колбочки имеется фотопигмент родопсин, чувствительный к световым волнам определенной длины. Имеется три типа колбочек — «красные» (со всеми оттенками), которые реагируют на самую длинную часть спектра, «зеленые» - на среднюю и «фиолетовые» - на короткую. Количество колбочек разных типов находится примерно в следующих пропорциях (красных, зеленых и фиолетовых) 40:20:1.

Каждую рецепторную клетку «обслуживает» 100 нейронов. Отраженный свет от предмета проходит через хрусталик, достигает сетчатки и далее в мозг поступают определенные сигналы, которые преобразуются в информацию о цвете. Вычисления происходят молниеносно и мы бессознательно переносим результаты сложного анализа на объекты и присваиваем ему определенный цвет: красный, оранжевый, зеленый или смешанный из нескольких составляющих.

Как соотносятся «технические» возможности глаза с техническими характеристиками устройств обработки изображения?

Сегодня современные мониторы передают 16 млн. цветов и оттенков. Экспериментально доказано, что человек различает лишь около 200 цветовых тонов и 60-150 оттенков серого, а на печатном оттиске при использовании триадных красок, около 100 различных оттенков. В части разрешающей возможности глаз человека с расстояния 50-60 см видит раздельно две точки, если между ними расстояние 250 мкм, т.е. минимальная линиатура должна быть 40 лин/см.

Технические характеристики современных устройств для обработки изображений существенно выше «технических» возможностей глаза человека.