Фактор Келл

При 0,5 цикла / пиксель, предел Найквиста, амплитуда сигнала зависит от фаза, что видно по трем средне-серым кривым, где сигнал сходит по фазе на 90 ° с пикселями. При 0,33 цикла на пиксель, что в 0,66 раза превышает предел Найквиста, амплитуда в значительной степени может поддерживаться независимо от фазы. все еще l видимый, но незначительный.

фактор Келла, названный в честь RCA инженера Раймонда Д. Келла, является параметром, используемым для ограничения пропускной способности сигнал дискретизированного изображения, чтобы избежать появления шаблонов частоты биений при отображении изображения на дискретном устройстве отображения, обычно принимается равным 0,7. Это число было впервые измерено в 1934 году Раймондом Д. Келлом и его сотрудниками как 0,64, но в него было внесено несколько изменений, учитывая, что оно основано на восприятии изображения, следовательно, субъективно и не зависит от типа дисплея. Позднее он был изменен до 0,85, но может быть выше 0,9 при сканировании с фиксированными пикселями (например, CCD или CMOS ) и отображает с фиксированными пикселями (например, LCD или плазменный ) или всего 0,7 для сканирования электронной пушки.

С другой стороны, коэффициент Келла определяет эффективное разрешение дискретного устройства отображения, поскольку полное разрешение не может использоваться без ухудшения качества просмотра. Фактическое разрешение выборки будет зависеть от размера пятна и распределения интенсивности. Для систем сканирования электронной пушки пятно обычно имеет гауссово распределение интенсивности. Для ПЗС распределение несколько прямоугольное, на него также влияет сетка дискретизации и межпиксельный интервал.

Иногда неверно указывается, что существует фактор Келла для учета эффектов чересстрочной развертки. Само по себе чересстрочная развертка не влияет на коэффициент Келла, но поскольку чересстрочное видео должно быть отфильтровано нижними частотами (т. Е. Размытым) по вертикали, чтобы избежать пространственно-временного наложения спектров (т.е. эффектов мерцания), коэффициент Келла чересстрочного видео считается равным около 70%, что для прогрессивного видео с тем же разрешением строки развертки.

• 1 Проблема частоты биений
• 2 Примеры
• 3 История
• 4 См. Также
• 5 Ссылки

Чтобы понять, как возникает искажение, рассмотрите идеальный линейный процесс от выборки до отображения. Когда сигнал дискретизируется с частотой, которая, по крайней мере, вдвое превышает частоту Найквиста, его можно полностью восстановить с помощью фильтрации нижних частот, поскольку первые повторяющиеся спектры не перекрывают исходные спектры основной полосы частот. В дискретных дисплеях сигнал изображения не фильтруется через фильтр нижних частот, поскольку дисплей принимает дискретные значения в качестве входных данных, т.е. отображаемый сигнал содержит все повторяющиеся спектры. Близость наивысшей частоты сигнала основной полосы частот к самой низкой частоте первых повторяющихся спектров вызывает шаблон частота биений. Рисунок на экране иногда может быть похож на рисунок муара. Фактор Келла - это необходимое уменьшение ширины полосы сигнала, чтобы зритель не воспринимал частоту биений.

• Аналоговое телевизионное изображение с 625 строками (например, 50 Гц PAL ) разделено на 576 видимых строк сверху вниз. Предположим, перед камерой помещена карточка с горизонтальными черными и белыми полосами. Эффективное вертикальное разрешение телевизионной системы равно наибольшему количеству полос, которые могут находиться в пределах высоты изображения и отображаться как отдельные полосы. Поскольку маловероятно, что полосы будут идеально совпадать с линиями на сенсоре камеры, число немного меньше 576. Используя коэффициент Келла 0,7, можно определить, что это число составляет 0,7 × 576 = 403,2 строки разрешения.
• Коэффициент Келла может использоваться для определения горизонтального разрешения, которое требуется для соответствия вертикальному разрешению, достигаемому заданным числом строк сканирования. Для 576i при 50 Гц, учитывая его соотношение сторон 4: 3 , требуемое горизонтальное разрешение должно быть в 4/3 раза больше эффективного вертикального разрешения, или (4/3) × 0,7 × 576 = 537,6 пикселей на строку. Далее, поскольку 537,6 пикселей равны максимуму 268,8 циклов для чередующегося рисунка пикселей, а при 576i 50 Гц период активной строки 52 мкс, его сигнал яркости требует полосы пропускания 268,8 / 52 = 5,17 МГц.
• Фактор Келл в равной степени применяется к цифровым устройствам. При коэффициенте Келла 0,9 видеосистема 1080p HDTV с камерой CCD и ЖК-дисплеем будет иметь разрешение только 1728 × 972 строки.

Источник	Фактор Келла
Келл, Бедфорд и Трейнер (1934)	0,64
Мертц и Грей (1934)	0,53
Уиллер и Лоурен (1938)	0,71
Уилсон (1938)	0,82
Келл, Бедфорд и Фредендалл (1940)	0,85
Болдуин (1940)	0,70

• Оптическое разрешение
• Реселлинг

• M. Робин, "Revisiting Kell", Broadcast Engineering, май 2003 г.
• С. Маллен, «Что такое 1080?», HDV @ Work, февраль 2006 г.
• Дж. Аманатидес, "Сглаживание чересстрочной видеоанимации", SIGGRAPH 90.
• G. Тонг, «Процесс телевизионного сканирования», журнал SMPTE, июль 1984 г., стр. 657
• Простое объяснение фактора Келла