10.3. КВАНТОВАНИЕ И ДИСКРЕТИЗАЦИЯ ВИДЕОСИГНАЛА

В цифровых факсимильных системах аналоговый выходной сигнал анализирующего устройства подвергается квантованию, дискретизации и цифровому кодированию. В идеальном случае сигнал двухградационного изображения является двухуровневым. Однако реально из-за конечных размеров апертуры, неравномерности освещения, шероховатостей бумаги, собственного шума оптоэлектрического преобразователя выходной сигнал является аналоговым. Типичный вид реализации такого сигнала представлен на рис. 10.4, а на рис. 10.5 представлена гистограмма распределения мгновенных значений сигнала двухградационного изображения.

После квантования аналогового сигнала он превращается в двухуровневый сигнал, который после дискретизации его во времени представляет собой последовательность двоичных импульсов.

Рис. 10.4. Типичная реализация сигнала двухградационного изображения

Рис. 10 5. Гистограмма распределения мгновенных значений сигнала (а) и распределение вероятностей значений сигнала в идеальном случае (б)

Обычно процесс квантования сигнала двухградационного изображения сводится к сравнению его значений с некоторым фиксированным порогом и последующим формированием двухуровневого сигнала.

Квантование сигналов многоуровневых (полутоновых) изображений происходит аналогично квантованию сигналов в телевизионных системах, но с меньшим числом уровней. Обычно требуется передавать не более 64 ... 128 уровней яркости.

При дискретизации двухградационных факсимильных сигналов учитывают специфику формирования сигнала в реальной аппаратуре и требования, предъявляемые к копии восстановленного изображения. Экспериментальный анализ факсимильных изображений показывает, что приемлемое качество копии можно получить, если интервал дискретизации выбрать равным длительности самого короткого импульса видеосигнала, соответственно частота дискретизации выбирается исходя из этой длительности, т. е. равной удвоенной верхней граничной частоте спектра короткого импульса. Очевидно, что длительность такого импульса определяется прежде всего размерами растр-элемента (см. § 10.2).