Психовизуальная избыточность телевизионных сообщении

Психовизуальная, или психофизическая, избыточность характеризует долю информации, которую в состоянии воспринять зрительный аппарат человека по отношению ко всей поступающей информации. Максимальная производительность датчика телевизионного сигнала в соответствии с уравнением (3.3) составляет

Где C_k — информационная емкость кадра;

— число кадров, передаваемых в секунду. Подставляя в (3.16) параметры современной системы телевизионного вещания (n = 25 1/с, N=500 000, т = 32÷64), находим:

R_Д= ( 68÷75)•10⁶ бит/с.

Пропускная способность зрительного анализатора человека оценивается в 50—70 бит/с, т. е. миллион раз меньше, чем производительность датчика телевизионного сигнала. К этому числу нужно отнестись с некоторой осторожностью, так как неясна связь между общепринятыми единицами измерения количества информации и принятыми в работе Сиклаи. Кроме того, в этой цифре спрятана статистическая избыточность телевизионного сигнала. Но даже с учетом этого дсиховизуальная избыточность оценивается числом в 2—3 порядка.

Поиск источников этой избыточности и путей ее уменьшения является одной из важнейших задач на пути дальнейшего совершенствования телевизионных систем. Однако здесь встречаются большие трудности. Прежде всего заметим, что в телевидении доступ к зрительному анализатору человека имеется только через сетчатку глаза, а основная обработка изображения, в результате которой происходит осмысливание изображения, происходит в зрительном анализаторе за сетчаткой. Можно предположить, что в зрительном анализаторе происходит образное восприятие информации. Увидев из окна движущейся машины открывшийся на долю секунды пейзаж, мы можем кратко описать его, например: проехали зеленую поляну, на которой росла стройная береза. Четыре обобщающих слова в сочетании поляна зеленая, береза стройная, и каждый в состоянии представить эту картину. По-видимому, мы ее в общем и воспринимаем, так как вряд ли сумеем ответить, например, на вопрос: сколько было больших веток на березе? А в телевизионном изображении эта и другие подробности должны быть воспроизведены. Мы знаем, что значительная часть информации заключена в контурах изображения: мы можем по профилю лица узнать человека. Таким образом может быть решена задача опознавания. Но вряд ли нас удовлетворит контур изображения для художественного восприятия образа. Как производится обработка информации в этом случае? Не знаем. Поэтому не можем в полной мере ликвидировать психовизуальную избыточность телевизионных сообщений. Однако кое-что сделать можно. Поскольку ввод информации в зрительную систему происходит через сетчатку глаза, рассмотрим ее информационные характеристики.

В соответствии с законом Вебера — Фехнера ощущение пропорционально логарифму яркости, следовательно, число яркостных градаций m_L воспринимаемых глазом, меньше числа т градаций сигнала изображения по уровню при равномерном квантовании, что следует из (1.2). Поэтому количество информации в элементе изображения.

I_э =log₂m_L<log₂m=C_э

Учет этой особенности посредством нелинейной обработки сигнала изображения позволяет сократить среднее количество информации на элемент примерно на 20— 30 %.

Уменьшение критической частоты слияния мельканий при поочередной засветке соседних элементов изображения на сетчатке позволяет сократить количество информации, поступающей в единицу времени в органы зрения, до 2—4 раз. Благодаря этой особенности зрения удается сократить производительность датчика телевизионного сигнала за счет применения чересстрочных или других сложных разверток.

в некоторых специализированных телевизионных системах, где имеется лишь один наблюдатель.