|
Шахматная структура дискретизации (часть 1) |
Шахматная структура дискретизации. Зададимся, как и в предыдущем случае, числом отсчетов в изображении, соответствующим частоте дискретизации fд = 2fгр. Тогда каждому элементу изображения, как и раньше, будет соответствовать определенный отсчет. Если расположить эти отсчеты таким образом, чтобы в соседних строках они были смещены друг относительно друга на половину шага дискретизации (половину размера одного элемента изображения) d/2, то будет образована структура отсчетов, называемая шахматной (рис.5.7). Нанесем на этой структуре простейшие конфигурации изображения из
горизонтальных, вертикальных и наклонных линий. Оценим качество их воспроизведения и минимально возможные расстояния между ними.
Горизонтальные линии 5 и 6 воспроизводятся, как и при ортогональной структуре дискретизации, с той же детальностью, т.е. состоят из такого же числа отдельных элементов изображения. Минимальное расстояние между ними также не изменилось. Оно равно расстоянию между соседними строками, т.е. шагу дискретизации d. Таким образом, разрешающая способность системы в вертикальном направлении сохранилась прежней.
Вертикальные линии 1 и 3 воспроизводятся теперь в виде более грубой структуры, содержащей в 2 раза меньшее число элементов. Однако, как показывает эксперимент, зрительно на качестве воспроизведения вертикальных контуров это почти не сказывается. Зато очень существенно увеличилась разрешающая способность системы по горизонтали. Она характеризуется при шахматной структуре дискретизации в 2 раза меньшим расстоянием между двумя соседними вертикальными линиями d/2. В диагональных направлениях (линии 3 и 4) интервалы между контурами примерно в 1,8 раза больше, чем в горизонтальном направлении. Но именно в этих направлениях существенно ниже и разрешающая способность зрения. Шахматная структура дискретизации оказывается лучше согласована с особенностями зрительного аппарата и позволяет за счет понижения разрешающей способности в направлениях, где это не скажется заметно на восприятии, понизить общее число отсчетов в кадре, т.е. уменьшить частоту дискретизации.
Напомним, что уменьшение частоты дискретизации ниже 2fгр приводит к перекрытию основного и побочного спектров дискретного сигнала (см. рис.5.4), а значит, к невозможности в общем случае безыскаженного восстановления исходного сигнала. Однако шахматная структура дискретизации при определенных условиях позволяет в значительной степени избавиться от помех, связанных с перекрытием основного и побочного спектров.
|
