Какими параметрами определяется качество изображения: Какими параметрами определяют качество видеоизображения?

Какими параметрами определяют качество видеоизображения?

Какими параметрами определяют качество видеоизображения

В современном мире характеристики телевизоров помогают сделать правильный выбор при покупке техники. Они также смогут помочь при настройке телевизора. Многие ошибочно полагают, что цена — главный критерий оценки продукции, но это далеко не так.

Если просмотреть все стеллажи с телевизорами, то можно заметить существенное отличие в качестве изображения. Консультант включит один телевизор для его оценки и сложно будет найти дефекты, не сравнивая его с аналогами.

Значит, при покупке любой техники необходимы знания о ключевых характеристиках. Статья содержит информацию о них.

Яркость

Является одним из самых главных параметров телевизоров. Запас яркости картинки необходим для каждого типа экрана. Данный критерий отвечает за комфортный просмотр любимых фильмов при слабой или слишком сильной освещенности в помещении.

Рекомендуется подбирать телевизор со значением 250-400 кд/м².

Это минимальный предел, который сможет обеспечить достойное качество. Яркость напрямую зависит от размеров диагонали экрана.

Например, для девятнадцати дюймовых аппаратов приемлемая яркость составляет 250 кд/м², а для тридцати шести дюймов — 500 кд/м². Это стандартный минимум, которого стоит придерживаться.

Чтобы проверить яркость, необходимо во время воспроизведения видеозаписи при средней освещенности поднять значение показателя до максимума, а затем опустить до минимума.

Если техника хорошего качества, то картинка потемнеет заметно для человеческого глаза. На LCD данного эффекта не получится увидеть.

Самое главное — яркость картинки не должна превышать показатели нормы, чтобы глаза не болели во время просмотра. При максимальном показателе осветление также должно быть видно.

Углы обзора

Данный параметр имел большее значение несколько десятков лет назад. В жк-телевизорах качество цветопередачи корректируется углом демонстрации изображения, в отличие от советских кинескопов.

В первых моделях типа LCD возможность просмотра под углом была вообще не предусмотрена. Несмотря на это, не стоит забывать проводить проверку со всех углов. Для того чтобы удостовериться в большом угле обзора, нужно отойти от экрана и взглянуть на него.

Если вас устраивает качество, то можно покупать агрегат.

Производители современных телевизоров указывают данный показатель в градусах. Рекомендуется рассматривать модели с величиной угла не менее 175 градусов.

Стоит рассматривать число неработающих пикселей как обособленную характеристику. Это частицы изображения, которые не могут приобретать требуемый входящим сообщением цвет.

В любом экране можно найти данные детали. Разработчики допускают появление нескольких нерабочих фрагментов.

Так что, выбирая телевизор, рекомендуется детально изучить все его составляющие и подобрать модель без битых пикселей.

Возможности подключения

Технические характеристики телевизоров нередко достаточно высоки. Но для использования возможностей в полной мере необходимо подключение сторонних устройств.

При выборе техники обратите внимание на количество разъемов и их расположение.

На сегодняшний день наиболее распространенными подключаемыми устройствами являются:

• проигрывающее устройство блю рей;
• видео и фотокамера;
• консоль для игр;
• компьютер;
• флеш-карта USB;
• небольшой кинотеатр;
• антенны.

Различают несколько типов разъемов:

• скарт;
• С-;
• компонентный;
• тюльпан;
• HDMI;
• USB.

На данный момент последние из вышеперечисленных наиболее актуальны.

Длительность отклика матрицы

Этот параметр демонстрирует время смены расположения кристалла в точке для разнообразной способности пропускать цвета. Современные жидкокристаллические модели смогли добиться результата в несколько миллисекунд.

Эта характеристика является определяющей для матричной платы жидкокристаллического телевизора. Разработчики пытаются максимально снизить данный параметр.

Различные производители не имеют единого определения время отклика, поэтому нередки ситуации, когда телевизоры с разными показателями демонстрируют одно и то же качество.

Например, для получения маленького время отклика платы производители измеряют время трансформации пикселя из открывшегося состояния в закрывшееся, то есть из черного в белое.

Такой результат обеспечивает наложение на пиксель большого напряжения, следовательно, быстрота смены положения кристаллов тоже увеличивается.

Но при замерах длительности перехода между границами черно-белых красок это время перехода намного больше, что и происходит при замерах в условиях магазина.

https://www..com/watch?v=QY-MCCE177A

Необходимо не только учитывать паспортные данные при подборе телевизора, но и проверять качество изображения самостоятельно. Данный показатель рекомендуется проверять при помощи быстрой смены кадров. Если за картинкой не наблюдается всяческих шлейфов, то время отклика нормальное.

Разрешение экрана

Сравнивать телевизоры по данным характеристикам необходимо. Параметр повествует о количестве точек, которые используются для создания просматриваемого изображения на экране. Обозначается в паспорте разрешение в виде соотношения двух цифр.

Первая обозначает количество пикселей по горизонтали, а второе по вертикали. Если рассматривать экран детально, то можно разобрать три точки, которые являются его составляющими. Стоимость зависит от количества точек.

Чем их больше, тем лучше четкость и цветопередача.

Помимо разрешения экрана телевизора, существует ещё и разрешение внешнего сигнала, который поступает на устройство. Поэтому в полной мере оценить характеристики телевизора получится лишь при просмотре высококачественного видеоматериала.

Сигнал 1920х1080 именуется HDTV, он же Full HD. Чтобы воспроизводить данное разрешение, требуется наличие блю-рэй проигрывателя и подходящих дисков. Также существуют экраны с разрешением 1366х768, но на сегодняшний день большая часть моделей поддерживает 3840 на 2160.

Диагональ телевизора

Чтобы подобрать хороший телевизор по параметрам и цене, необходимо заострить свое внимание на диагонали экрана. Её единицы измерения — дюймы, она содержится в техническом паспорте устройства. Название устройства содержит данное число.

Чаще всего это двадцать один, тридцать два или тридцать семь. Выбирать следует, опираясь на следующий фактор. Расстояние, на котором будете смотреть устройство. Рекомендуемая дистанция равняется трем или четырем диагоналям дисплея.

Но следует помнить, что чем ближе зритель к телевизору, тем ярче становятся недочеты изображения. Искажений становиться меньше, если разрешение увеличивается. Проще говоря, чем выше числовой показатель данного параметра, тем ближе просмотр допускается.

Но не следует смотреть с такого расстояния, на котором придется поворачивать голову.

Полезно:  Краткий обзор LED-телевизоров

Контрастность картинки

Данный показатель демонстрирует, на сколько единиц одна часть картины превышает по контрастности другую.

В техническом паспорте контрастность обычно указывается как 900:1. Это демонстрирует соотношение белого и черного уровней.

Чтобы выбрать хороший жидкокристаллический телевизор, следует различать два вида контрастности:

1. Динамическая. Изменяется в соответствии с характеристиками воспроизводимого изображения.
2. Статическая. Соответствует параметру жидкокристаллической матрицы. Показывает, насколько наиболее светлая картинка будет ярче самой темной.

Прочитав данную статью, рядовой потребитель будет знать, по каким параметрам выбрать телевизор и что является определяющим фактором при его покупке.

Здесь были рассмотрены основные характеристики телевизоров, которые образуют его конечную стоимость. Стоит помнить, что приобретать технику, опираясь только на один показатель, глупо и нецелесообразно.

Часто телевизоры из разных ценовых категорий обладают различными числовыми характеристиками. Они могут быть выше или ниже.

Только комплексное рассмотрение параметров устройства позволит выбрать его на долгое время.

Также стоит обратить внимание на подбор телевизора по расширенным параметрам. Если сложно сделать выбор по стандартным показателям, всегда можно обратить внимание на детали, которые предают преимущество конкретной модели.

Источник: https://TehnoPanorama.ru/televizory/harakteristiki-televizorov.html

Параметры видеофайла

Чтобы выполнять дальнейшие операции с файлом, необходимо знать его параметры.

Для чего нужно знать параметры видео? Чаще всего для того, чтобы сделать файл доступный к чтению на любом воспроизводящем плеере и для соединения (склейки) нескольких файлов в один. Параметров у видео очень много.

Мы разберем только самые основные, которые напрямую влияют на качество, пропорции и совместимость видеофайла. Как узнать основные параметры видео? Как помнить про все параметры? Существует немало программ, определяющих характеристики файла.

Во многие видеоконверторы тоже встроена эта опция. Из всех программ, определяющих параметры файла в последнее время, я отдаю предпочтение бесплатной программе MediaInfo. На данный момент доступна последняя версия 0.7.64.

Отличительные особенности MediaInfo

1. Программу не надо постоянно открывать. После установки она встраивается в контекстное меню Windows.

Достаточно кликнуть правой кнопкой мыши по любому медиафайлу, как показано на верхнем скриншоте, и во всплывающем окне вы увидите строчку MediaInfo.2.

В отличие от многих других программа видит свойства файлов всех типов (расширений), для которых у вас стоят видеокодеки.3.

Если на какие то типы файлов у вас не стоят кодеки, то программа дает ссылку для загрузки кодеков, необходимых для чтения этого файла.4. Программа отображает и основные свойства файла (автор, альбом, режиссер и т.д.)

5. MediaInfo выводит все параметры сразу в виде текста (можно настроить и другие варианты вывода). Это не позволит вам забыть о каком-то важном параметре.

При установке программы MediaInfo есть несколько нюансов.1. На втором шаге инсталляции, вам предложат установить бесплатную игру «Правило войны». Надо заполнить поле «Отклонить» и нажать кнопку «Далее».

Источник: https://alekstroy.com/kakimi-parametrami-opredelyayut-kachestvo-videoizobrazheniya/

Как выбрать телефонную камеру высокого качества?

Важнее, чем мегапиксели: что на самом деле определяет высокое качество цифровых снимков?

Результаты опроса владельцев смартфонов, который был проведен в 2014 году, показали: на первое место по степени важности пользователи ставят такую функцию смартфона, как фотосъемка. Именно по этой причине телефонные производители, представляя свои новые модели, стали заострять внимание на характеристиках камеры.

Жесткая конкуренция требует от них постоянного выхода на рынок с новой продукцией, которая будет лучше, чем у других. Однако обычным потребителям в условиях такой гонки всё труднее разобраться, благодаря каким параметрам модель одного производителя опережает модели других.

Довольно быстро разработчики телефонной продукции придумали простой трюк – они стали бесконечно увеличивать один из параметров камеры, пытаясь убедить потребителей в том, что это и есть главный критерий ее высокого качества. Таким параметром стало количество мегапикселей, и многие люди, выбирая телефон с камерой, теперь руководствуются именно этой характеристикой, хотя, если рассуждать объективно, это далеко не самый важный показатель.

Да и качество снимков, сделанных телефоном, зачастую хромает, даже несмотря на огромное число мегапикселей. Сколько же их нужно на самом деле и на что в первую очередь надо обращать внимание при выборе телефонной камеры?

Однако прежде, чем погрузиться в тематические глубины, попытаемся разобраться в азах – что же это такое, загадочный мегапиксель?

Что такое мегапиксель?

Пиксель (pixel – Picture Element) – это строительный блок цифрового изображения, которое состоит из множества крошечных цветных квадратиков, расположенных вертикально и горизонтально. Современные камеры способны делать фото, состоящие из миллионов пикселей, или мегапикселей. Например, если в снимке по горизонтали уложились 3456 пикселей, а по вертикали – 2304, то в целом он будет состоять из 7 962 624 пикселей, т. е. речь идет о 8-мегапиксельном фото.

Плотность пикселей (pixel density) – количество пикселей на единице площади изображения. Измеряется в пикселях на квадратный дюйм (ppi) или на сантиметр (PPCM). В цифровой печати обычно говорят о количестве точек на квадратный дюйм (DPI). Основное правило гласит: чем больше пикселей или точек приходится на одну единицу измерения, тем будет резче и детальнее изображение.

Казалось бы, из вышесказанного можно сделать однозначный вывод: чем больше количество и плотность пикселей, тем качественнее снимок. Однако, как и в жизни, здесь не всё так просто.

Миф о мегапикселях

Десятилетиями производители электроники внушали потребителям: чем больше пикселей уместится на снимках, тем лучше камера. И до определенного момента так и было.

Первые цифровые камеры, появившиеся в продаже на рубеже нового тысячелетия,  делали только 1-мегапиксельные фото. В те времена снимки было принято проявлять и печатать на фотобумаге, и выглядели они далеко не лучшим образом: сказывалось низкое разрешение цифровой камеры. Одна из причин слабого качества заключалась в недостаточном количестве пикселей, которые приходилось растягивать при переносе изображения на фотобумагу.

С этим недостатком решили бороться, начав пиксельную гонку. В продаже стали появляться более совершенные камеры, которые позволили резко улучшить качество цифровых фотографий. Снимок на бумаге 10 х 15 см, сделанный 3-мегапиксельной камерой выглядел действительно лучше, чем снятый с помощью 0,9-мегапиксельного аппарата.

Технологии продолжали развиваться, однако наступил момент, когда цифровые камеры достигли своего потолка – физиологического и технологического. Оказалось, что человеческий глаз не в состоянии видеть отдельные пиксели при достаточно высоком уровне их плотности.

Другим сдерживающим фактором стала разрешающая способность телефонных экранов, не позволявшая показать всё великолепие сделанных снимков. Иными словами, при достижении определенного количественного уровня уже нельзя было визуально отличить, на каком снимке больше пикселей, а на каком – меньше.

Таким образом, принцип: чем больше мегапикселей, тем лучше изображение – перестал работать. Но, несмотря на изменившиеся обстоятельства, потребители по-прежнему при выборе новой камеры или смартфона руководствуются этим принципом, а производители электроники не спешат развеивать их ложные представления. Да и с какой стати им это делать?

Простым пользователям понятна такая единица измерения, как мегапиксель. Так почему бы не акцентировать на ней внимание, чтобы легче навязать товар покупателям? Однако мегапиксели подобны калориям, которые необходимы для нормальной жизнедеятельности организма, но, оказавшись в избытке, причинят ему только вред.

Когда пикселей много, а проку нет

Чем больше пикселей содержит изображение, тем объемнее файл. И это может стать проблемой для устройств с недостаточным объемом памяти, например, для смартфонов, у которых нет гнезда для карты памяти. А если учесть, что каждое срабатывание телефонной камеры съедает 5 – 10 Мбайт, то весь объем памяти устройства будет исчерпан довольно быстро.

Загрузка так называемых «тяжелых» фото в социальные сети тоже забирает немало объема и времени. К тому же некоторые социальные каналы устанавливают ограничения на объем загружаемого контента и/или применяют компрессию, что приводит к ухудшению качества изображения. В итоге от большого количества пикселей не будет никакого проку.

Когда много пикселей только на пользу

Большое количество пикселей, безусловно, оправдано, когда требуется распечатать фото на носителе крупного формата или выделить фрагмент, увеличив масштаб изображения без потери качества. В данном случае много пикселей дают больше возможностей для маневра.

Сколько же мегапикселей надо?

Итак, мы разобрались, что обе крайности – очень мало и очень много мегапикселей – это плохо. В первом случае снимок для просмотра в адекватном качестве приходится сокращать в размерах, во втором – излишне увеличивается объем файла. Что ж, попробуем найти золотую середину.

По состоянию на апрель 2017 года, преобладающая часть интернет-пользователей просматривала контент на стационарных компьютерах, мониторы которых имели разрешение 1366 х 768 пикселей или высокое разрешение HD. Следующими по популярности были мониторы с разрешением Full HD (1920 х 1080 пикселей), способные отобразить на экране 2073600 пикселей (приблизительно 2 мегапикселя). У HD-мониторов этот показатель составляет 1049088 пикселей (приблизительно 1 мегапиксель). 

Качество отображаемого на экране изображения определяется разрешением монитора, поэтому снимок со сверхвысокой плотностью пикселей может выглядеть на экране как малопиксельный. Кстати, 3-мегапиксельная картинка на экране 96 PPI смотрится вполне адекватно. А вот для того, чтобы выглядеть достойно на 4К-экране, изображение должно уже содержать никак не меньше 8 миллионов пикселей.

Всё вышесказанное, однако, еще не означает, что любая камера с разрешением более 8 мегапикселей заведомо хороша. Это не так. Как нельзя приготовить гастрономический шедевр только из одного ингредиента, так невозможно сделать отличное фото лишь благодаря уйме мегапикселей.

Сенсорная матрица

Фотография – это искусство рисования светом. Не будет света – не будет и снимка. Поэтому основной элемент любой камеры – это узел, преобразовывающий свет в изображение, и таким узлом является сенсорная матрица. Она преобразует поступающий через объектив световой поток в сигнал, который, в свою очередь, потом трансформируется в изображение. Чем крупнее и качественнее матрица, тем больше света она способна преобразовать и тем лучше будет фото.

Именно по этой причине снимок, сделанный зеркальной камерой, в общем случае будет лучше, чем снятый «мыльницей» с микроскопической матрицей или камерой телефона. Поэтому, выбирая телефонную камеру, в первую очередь следует обращать внимание на размер ее матрицы. Чем больше матрица, тем качественнее будут снимки, сделанные при любом освещении – хорошем или плохом.

Процессор

Процессор или графический чип (этими элементами в основном оснащены флагманские модели) трансформирует сигнал, поступающий из сенсорной матрицы, в видимое изображение. Чем производительнее чип, тем быстрее обрабатывается изображение и тем быстрее можно будет сделать следующий кадр.

Диафрагма

В объективе каждой камеры есть отверстие, через которое свет попадает на матрицу. У зеркальных камер и некоторых «мыльниц» подороже диафрагма регулируемая, т. е. позволяет регулировать световой поток.

С помощью такой регулируемой диафрагмы можно играть глубиной резкости и выдержкой. От глубины резкости зависит, какие объекты будут в фокусе, какие – нет. А от выдержки – интервала времени, когда матрица открыта для света, – зависит качество изображения движущихся объектов. Чем больше диафрагма, тем больше света попадает на матрицу и тем лучше будут результаты съемки при плохом освещении.

К сожалению, мне еще не приходилось слышать о смартфонах с регулируемой диафрагмой. И фанаты телефонной съемки вынуждены мириться с теми параметрами диафрагмы, которые изначально устанавливают производители. Впрочем, всё не так страшно, если диаметр объектива достаточно велик.

Характеристики диафрагмы обозначаются буквой F с дробью: F/16, F/8, F/2 и т.д. Чем меньше цифровой знаменатель, тем крупнее отверстие объектива и больше света доходит до матрицы. И наоборот. Короче, чем меньше цифра, тем лучше.

Сегодня в основном продаются телефоны с камерами, у которых диафрагма около F/2, у флагманских моделей – F/1. 9 и даже F/1.7. Такие камеры уже позволяют делать фото приемлемого уровня. Однако, чтобы извлечь максимальную пользу из хороших характеристик диафрагмы, устройство также должно быть оснащено качественным стабилизатором изображения.

Стабилизатор изображения

Задача стабилизатора изображения заключается в устранении нежелательного эффекта «замыливания» кадра, когда дрожат руки, и в общей стабилизации процесс съемки. Существуют два вида стабилизаторов – цифровые и оптические. Цифровые устраняют последствия дрожания рук с помощью специальных программ, хотя и не всегда успешно. В оптических за стабильность отвечают крошечные гироскопы, которые удерживают «пляшущий» объектив на месте. Правда, это достаточно сложный вариант и используется только во флагманских моделях.

Зум

Зум, или увеличение, в камерах тоже бывает двух видов – оптический и цифровой. Оптическое увеличение достигается за счет перемещения объектива камеры, цифровое – путем обработки изображения с помощью специального алгоритма. В смартфонах чаще всего используется последний вариант, который неизбежно приводит к серьезному ухудшению качества изображения. Поэтому телефон с оптическим зумом, который мало влияет на конечный результат, имеет определенное преимущество.

Вспышка

Вспышка необходима для освещения затемненных мест. Съемка со вспышкой – это особое искусство, поскольку ограниченная функциональность смартфонов, как правило, не позволяет играть светом и полутонами. Обычно телефоны оснащаются мощным ксеноновым или светодиодным источником света, который создает при съемке эффект вспышки молнии.

Иными словами, фотографируемый объект освещается неравномерно, что приводит к недостоверной цветопередаче. Правда, некоторые модели телефонов, как например, айфон, оснащены вспышками типа True Tone Flash. Эти вспышки уже не грешат вышеупомянутым недостатком и дают более мягкий свет с желтоватым оттенком, который не искажает цветопередачу.

Удобство использования

У фотографов есть такая поговорка: лучшая камера та, которая сейчас под рукой. В конце концов, все эти выдающиеся показатели, крупные матрицы, миллионы пикселей и мощные вспышки не стоят ни гроша, если ими не получается воспользоваться в нужный момент. Поэтому, выбирая телефон, следует также обратить внимание, насколько быстро и просто можно получить доступ к нужному приложению и какие возможности оно предоставляет. В этом можно убедиться, попросив на время телефон у друга или протестировав магазинные экспонаты.

Одно из побочных явлений нашей технологической эпохи – навязывание потребителям представления о том, что чем больше, тем лучше. Больше памяти, Герц, больше экранной площади, цветовых тонов, больше пикселей, больше, больше, больше

Однако, если вдуматься, то каждый поймет: такое утверждение не всегда соответствует действительности. Как например, большое количество мегапикселей – еще не гарантия качественного снимка. Они, конечно, имеют какое-то значение, но далеко не самое главное. Точно так же, как не нельзя сыграть пьесу с одними второстепенными персонажами, не получится снять качественное фото, если у камеры всего одна выдающаяся характеристика – огромное количество пикселей.

Ильдар Камаев

05.06.2017

Источник: https://tele2.ee/ru/blogi/teletarkus/megapikslid

Как выбрать телевизор. Какой телевизор лучше выбрать для дома

Особенность современной электроники в том, что она устаревает морально гораздо раньше, чем вырабатывает свой ресурс. Даже если сравнительно недавно вы уже выбирали телевизор, не факт, что те же критерии будут все еще актуальны. То, что еще недавно было писком моды, возможно, уже снято с производства.

Сегодня на рынке представлен настолько широкий ряд моделей, что в какой бы ценовой категории вы не искали, вам придется оценивать сразу несколько схожих, на первый взгляд, устройств. Для начала рассмотрим «обязательные» характеристики. Они просты и понятны даже тем, кто много лет не задумывался о выборе телевизора. Это поможет сократить круг поиска до десятка моделей, а может и меньше.

Диагональ

Расстояние «от дивана до телевизора» уже почти не влияет на выбор диагонали экрана. Старое правило, по которому оно должно равняться трем диагоналям телеэкрана можно забыть (правило было актуально для электронно-лучевых кинескопов, когда сидеть близко к телевизору было вредно из-за ионизирующего излучения экрана и эффекта мерцания, дающего сильную нагрузку на глаза)

Сегодня телевизор можно выбрать с любой диагональю — он подойдет для любого помещения (в пределах разумного, конечно). Главное, чтобы телевизор поместился в отведенное место, и вам было удобно его смотреть.
Например, на расстояние 1,5 м можно смело брать диагональ 55” (140 см) и меньше, а на 2–2,5 м до 65” (165 см).

Гораздо важнее для этой диагонали правильно подобрать разрешение с учетом расстояния до телевизора. Чем больше экран, тем больше должно быть его разрешение (если хотите красивую картинку вблизи). Например, для просмотра с 1,5 метров телевизора с диагональю 55” оптимально разрешение UltraHD 4K.

Разрешение экрана

Картинка на экране формируется из множества точек — пикселей (это наименьший элемент изображения). Чем больше пикселей, тем более детализирована и приятна для глаз картинка, особенно в приближении.

Представьте вышитое крестиком изображение одного и того же размера, созданное с помощью 9 элементов (3х3) или 36 (6х6). Где картинка будет более четкой? Конечно же, во втором варианте, поэтому, чем больше пикселей, тем глаз лучше воспринимает изображение.

Сегодня существует 3 основных разрешения экрана телевизоров:

1366×768 (HD) ~ 1 млн пикселей — оптимально на экранах до 32” (81 см), на бОльших диагоналях, если сесть близко к экрану, будут заметна «зернистость» пикселей (точек, из которых сформирована картинка).

1920×1080 (Full HD) ~ 2 млн пикселей — используется на экранах до 58” (146 см). Самое распространенное сегодня разрешение.

3840×2160 (UltraHD или 4K) ~ 8 млн пикселей, рассчитано на диагонали от 40” (102 см). Пока не так распространено, как Full HD, но активно его догоняет. Самый качественный и перспективный вариант из общедоступных.

Понятно, что чем больше разрешение и лучше картинка, тем дороже будет телевизор. Но это именно то преимущество, на котором не хочется экономить, особенно в случаях с диагоналями более 50 дюймов.

Наверняка многие слышали про «эффекты присутствия» или «полного погружения», которые достигаются, в первую очередь, за счет высокой детализациии изображения в сочетании с большим экраном. Однажды посмотрев фильм в высоком качестве, когда все можно рассмотреть в мельчайших деталях (например, фактуру кожи или шерсть животных), уже сложно согласиться на что-то проще. Такое качество изображения дает впечатляющий «эффект присутствия» при просмотре спортивных матчей.

К сожалению, видеоконтент в разрешении 4К не так распространен, как в FullHD, но с каждым днем его становится все больше и больше. Трансляцию телеканалов в разрешении 3840×2160 поддерживает спутниковое телевидение, стандартное пока до этого не дошло, но предлагает альтернативу. Посмотреть фильмы и передачи в разрешении FullHD можно через сервисы типа MEGOGO, ZALA и т. д., подписку на которые, в том числе, можно оформить на нашем сайте. Есть и другой вариант — скачать из интернета видео в нужном качестве.

Отдельный случай, когда ТВ нужен как экран для игровой приставки. Последние поколения игровых консолей уже не выдают картинку меньше 4К. Подключить экран с меньшим разрешением можно, но картинка будет искусственно ухудшена, да и сами любители консольных игр скорее всего не пойдут на такой компромисс, учитывая реалистичность графики нынешних игр.

Подведем итоги

— Выбор разрешения экрана напрямую зависит от диагонали и того, с какого расстояния вы собираетесь смотреть телевизор (особенно критично это для тех, кто собирается сидеть близко к экрану). Словом, если позволяют средства, берите большую диагональ — не пожалеете.

— Для тех, кто все еще не уверен в том, как подобрать разрешение к диагонали, есть специальные формулы от международной организации стандартизации ITU-R.
Для Full HD: расстояние до телевизора (м) × 25 = размер экрана в дюймах.
Для UHD: расстояние до телевизора (м) × 39 = размер экрана в дюймах.

Технологии экрана телевизора

Сначала немного проясним значение и происхождение аббревиатур популярных сегодня технологий.

К 2015 году производители прекратили выпуск плазменных телевизоров. Поэтому рассмотрим только 3 актуальные на сегодня технологии:

• LCD (экраны на жидких кристаллах)
• OLED (матрицы на органических светодиодах)
• QLED

LCD экраны — экраны на основе жидких кристаллов.
Каждый пиксель состоит из 3-х элементов — субпикселей (красного, зеленого и синего, они же RGB). В результате смешивания этих цветов и получаются все остальные цвета и оттенки. Чтобы получить нужный цвет пикселя, субпиксели «поворачиваются» под определенным углом. Каждый из 3-х цветов становится более или менее заметен, формируя итоговый цвет. Сами жидкие кристаллы субпикселей свет не излучают. Поэтому, чтобы мы могли видеть, какой цвет из них получился, за ними располагается матрица из светодиодов — светодиодная/LED-подсветка (другие варианты подсветки сегодня уже не применяются).

LCD TFT — ЖК-экраны с активной матрицей, в них управление пикселями происходит при помощи транзисторов. Сегодня все виды LCD-экранов телевизоров — LCD TFT. Они бывают следующих видов:

• TN+film — самая простая технология ЖК экранов, далеко не новая. К достоинствам можно отнести, пожалуй, только невысокую стоимость, т. к. по остальным параметрам она уступает другим типам матриц. Уже почти не встречается в телевизорах.
• IPS — пришла на смену TN+film. Кристаллы IPS, по сравнению с VA, хуже блокируют свечение подсветки и, как следствие, у матриц IPS менее глубокий черный цвет и они уступают матрицам VA по контрастности, но зато выигрывают по углам обзора (до 178°). Одним из способов улучшить глубину черного цвета в IPS является технология локального затемнения, которая отключает участки светодиодной подсветки. Однако она эффективна только на статических изображениях с большими темными участками. Также небольшим плюсом будет низкое потребляют энергии по сравнению с VA.
• PLS — разработка Samsung как альтернатива IPS, и не имеет принципиальной разницы с ней.
• VA/MVA/PVA — превосходит IPS по глубине черного цвета и контрастности.
  Несмотря на то, что цветовые характеристики у VA и IPS почти не отличаются, за счет более высокой контрастности кажется, что картинка реалистичнее у VA. В силу особенностей технологии у матриц VA меньше время отклика, поэтому они лучше, чем IPS подойдут для игр и динамических сцен. Ощутимой разницы в отклике между VA и IPS уже можно и не увидеть из-за алгоритмов обработки движущихся объектов в IPS, но все же… Слабым местом экранов VA были ограниченные углы обзора, хотя у новых моделей принципиальной разницы с IPS не наблюдается.

QLED экраны — по сути является улучшенной разновидностью ЖК экранов. Между слоем с ЖК кристаллами и подсветкой добавлена прослойка с квантовыми точками. Квантовые точки — это нанокристаллы, которые в зависимости от размера под воздействием светодиодов светятся определенным цветом и позволяют получить более чистые базовые цвета (красный, синий, зеленый). Из конструкции матриц убраны световые фильтры, которые улучшают точность отображения цвета в других типах LED дисплеев, но тем самым снижают яркость изображения и насыщенность цвета.
В результате того, что в структуру света вносятся минимальные искажения, достигается очень точная цветопередача и большая детализация в самых темных или светлых частях изображения. QLED матрицы лучше других детально передают светлые изображения. Черный не такой идеальный, как в OLED, но достаточно близок к этому. Ресурс достигает 80 тыс. часов. Единственным недостатком этой технологии пока является цена — все модели телевизоров относятся к сегменту премиум.

OLED экраны — матрицы на основе органических светодиодов.
Каждый пиксель сам излучает свет, а чтобы отобразить черные диоды просто гаснут, именно поэтому эта технология лучше всего передает глубокий черный цвет. OLED дисплеи также обладают высокой контрастностью и насыщенностью цвета.
Недостатками технологии являются высокая цена (премиум сегмент) и эффект «выгорания» матрицы, который проявляется спустя 2–3 года использования (особо заметен на статичных изображениях, например, логотипах каналов).

HDR

HDR (High Dynamic Range) — расширенный динамический диапазон. Если телевизор с HDR — это означает, что он способен отображать больше оттенков в сочетании с улучшенной яркостью и контрастностью, т. е. сделать изображение реальней реальности. Темные участки картинки становятся еще темнее, а светлые еще светлее.

Для сравнения, если предложить выбрать человеку между моделью с 4К без HDR и FullHD с HDR, выбор будет в пользу второго варианта с более красивой картинкой. К сожалению, сегодня мало видеоконтента, который снят в формате HDR, но, естественно, со временем его будет все больше. Компания Technicolor уже предлагает возможность программно (с помощью набора утилит) конвертировать SDR видео в псевдо HDR. Новые игровые консоли также поддерживают этот формат.

И еще пару слов о том, как HDR телевизоры отображают видео, снятое в обычном цветовом диапазоне SDR. Чтобы слишком умные HDR экраны не выворачивали цветовую схему обычного видео как им вздумается, и оно соответствовало задумке режиссера, вместе с SDR видео-сигналом передаются метаданные с подсказками как отображать картинку в формате HDR (сделать какой-то участок светлее, темнее или добавить туда зеленого цвета).

Интерфейс HDMI поддерживает передачу метаданных, начиная с версии 2.0а (для этого необходимо обновить программно HDMI 2.0, физически они полностью совпадают). Кстати, видео-формат 4K Blu-ray по умолчанию поддерживает HDR.

Изогнутый экран (Curved)

Замечали ли вы, что в кинотеатре — изогнутый экран? Он позволяет более комфортно воспринимать изображение нашему периферическому зрению. Производители телевизоров решили повторить эту технологию, внедрив ее в новые модели ТВ. Кто-то считает такой шаг очередным маркетинговым ходом, тем не менее, 30% потребителей не упускает шанса превратить свою гостиную в домашний кинотеатр и выбирают телевизоры с изогнутым экраном.

Smart TV

Из обычного телевизор постепенно превращается в умный гаджет, как когда-то простой мобильный телефон стал смартфоном. Поэтому Smart TV в телевизоре будет не лишней функцией.

Функционал Smart TV нужен, чтобы подключить телевизор к домашней внутренней сети или воспользоваться интернет-сервисом для просмотра фильмов. Для нормальной работы Smart TV обязательно иметь высокоскоростной Интернет. Чтобы подключиться к сети у телевизора может быть вход Ethernet (проводное соединение) или Wi-Fi-модуль для беспроводного подключения.

У телевизоров тоже есть операционные системы, которые отвечают за интерфейс, скорость работы и контент. Они отличаются типами и версиями. Например:

Android TV (для Philips и Sony) — имеет те же преимущества и недостатки, что и на мобильных устройствах: удобна, интуитивно понятна, поддерживает множество разных приложений.
ОС можно как угодно индивидуально настроить, хотя тем, кто не любит ковыряться в настройках, это может показаться недостатком. Также неудобно то, что на разные модели установлены разные версии Android.

Tizen (для Samsung) — простая и удобная, очень дружелюбна к неопытным пользователям (имеет интерактивные обучающие подсказки и руководство) и не требовательна в настройке.
В ОС предустановлено много русскоязычных приложений. К плюсам Tizen можно отнести то, что абсолютно все телевизоры с функцией SmartTV имеют одну и ту же версию Tizen, и ее быстродействие определяется лишь техническими характеристиками конкретной модели.

WebOS (для LG) — является аналогом Tizen и выполняет те же функции, но интерфейс реализован по-другому.

Если вы сильно сомневаетесь, что будете пользоваться Smart TV, можно купить телевизор без этой функции. При необходимости вы всегда сможете докупить отдельную приставку для просмотра контента из Интернета.

Частота обновления

Частота — количество обновлений картинки на экране за одну секунду, измеряется в герцах.

Частота обновления экрана 60 Гц означает, что за одну секунду изображение обновилось 60 раз. У разных фирм этот параметр называется по-разному: Clear Motion Rate, TruMotion, MotionFlow, SPS и др. Раньше производители часто подменяли понятие кадровой частоты индексом качества изображения (представляет собой произведение частоты экрана и частоты процессора), так что эти значения могли достигать тысяч Гц. Сегодня этот маркетинговый ход уже не актуален, поэтому частоту обновления указывают отдельно от индекса качества изображения.

Кстати, индекс качества изображения — вещь довольно абстрактная и ориентироваться на нее можно только в пределах модельного ряда одного производителя. Реальные показатели частоты обновления экрана редко превышают 120 Гц, да и гоняться за более высокими значениями особого смысла нет, так как бОльшие показатели все равно не улавливаются человеческим глазом.

Существует еще пара способов, чтобы повысить значения выше 60 Гц.

Например, вставкой промежуточных кадров: один дополнительный кадр увеличивает частоту обновления c 50 до 100 Гц, три кадра — до 200 Гц.

Второй способ — повышение скорости мерцания подсветки. С его помощью гораздо легче добиться высоких показателей частоты обновления, но качество картинки будет хуже, чем в первом случае. Часто производители комбинируют оба способа.

Увеличивать частоту смены кадров стараются для сглаживания изображения при высокой скорости смены сюжета, например, спортивных соревнованиях и компьютерных играх.

Время отклика

Время отклика обычно измеряется по методу GtG — время, за которое пиксель меняет цвет с одного оттенка серого на другой. Измеренное по такой методике, у современных дисплеев оно составляет от 1 до 8 мс. Значения отклика дисплея критично для тех, кто собирается подключать к ТВ игровую консоль или любит смотреть динамичные видео (спортивные матчи, боевики). Тем не менее, сейчас на этот параметр при выборе телевизора обращают все меньше внимания, а в новых моделях производители могут его вообще не указывать, так же как уже не указывают значения яркости и контрастности.

Сегодня можно смело утверждать, что у новых моделей телевизоров, которые выше бюджетных линеек (от любого из ведущих производителей), не будет эффекта замыливания в динамических сценах.

Угол обзора по горизонтали

К недостаткам уже упомянутых LCD-экранов относят небольшой угол обзора. Другими словами, если смотреть на экран сбоку, изображение заметно бликует. У телевизоров, поддерживающих технологию OLED и QLED — самые широкие углы обзора. Но вот будете ли вы смотреть телевизор под таким углом — большой вопрос.

Стандарт цифрового телевидения

DVB (Digital Video Broadcasting) — стандарты цифрового вещания. Существует три основных стандарта DVB-T, DVB-C, DVB-S для наземного эфирного вещания, кабельного и спутникового вещания соответственно. Их развитие привело к возникновению стандартов второго поколения DVB-C2, DVB-S2, DVB-T2. В Беларуси для цифровой трансляции каналов принят стандарт DVB-T с форматом сжатия MPEG-4 AVC/H.264.

Интерфейсы

HDMI в телевизоре — один из самых нужных интерфейсов, обеспечивает передачу изображения и звука в высоком качестве со сторонних устройств к телевизору. Например, если в телевизоре отсутствует Smart TV, его заменит специальная ТВ-приставка, подключаемая к порту HDMI. К такому же порту подсоединяем игровую консоль PlayStation или Xbox One, а также медиаплеер.

Обращайте внимание на версию HDMI, т. к. версии интерфейса имеют разную пропускную способность. (1.4 — поддерживает 4K с частотой 30 Гц, 2.0 с частотой 60 Гц, а 2.1 с частотой 120 Гц).

HDMI MHL (Mobile High-Definition Link) — технология позволяет подключить мобильное устройство к телевизору и использовать его в качестве большого экрана. Если телевизор поддерживает этот вид соединения, на одном из входов HDMI будет написано MHL.

Bluetooth — беспроводной интерфейс, знакомый нам по мобильным телефонам. С его помощью можно к телевизору подключить сотовый телефон, либо bluetooth-клавиатуру и мышку, чтобы использовать телевизор в качестве монитора.

Ethernet и Wi-Fi позволяют подключать телевизор к Интернету с помощью провода или без него, более надежным будет Ethernet, т. к. он меньше подвержен действию помех и качество сигнала меньше зависит от расстояния.

CI (Common Interface) позволяет вставлять декодирующую карту для просмотра закодированных каналов эфирного цифрового ТВ. Операторы кабельного телевидения предоставляют своим пользователям такую услугу.

USB разъемы в телевизоре обычно используются для просмотра и передачи данных с USB накопителей.

Внешний вид и дизайн телевизоров

Выносной блок интерфейсов

Чтобы не портить дизайнерский интерьер торчащими проводами и не лазить каждый раз за телевизор, когда нужно что-нибудь к нему подключить, производители придумали выносной блок интерфейсов. Выносной блок (коробочка с интерфейсами) и телевизор соединяются только одним тонким оптоволоконным кабелем. Например, у телевизоров Samsung длина кабеля достигает 5 метров, это позволяет спрятать блок в тумбу под телевизором или в другую часть комнаты.

Дизайн 360

Кроме привычного, плоского корпуса телевизора, есть такие, которые будут презентабельны с любой стороны. Это может быть интересно тем, кто планирует поставить телевизор посреди помещения (например, в квартире-студии).

Фоновая подсветка

Встроенная в телевизоры функция, анализируя картинку на экране, воспроизводит рассеянный свет по периметру корпуса. Благодаря этому поверхность стены за телевизором динамически освещается, визуально как бы увеличивая размер изображения.
Ambilight — технология фоновой подсветки была изобретена и запатентована компанией Philips. Альтернатива ей — динамическая фоновая подсветка для телевизоров других производителей приобретается отдельно.

Крепления

Сегодня все модели телевизоров совместимы с креплением VESA. Кроме того, производители предлагают собственные крепления к своим продуктам. Среди них есть такие необычные решения, как размещение телевизора в виде картины на стене или на специальной подставке-мольберте.

Производители

Лидеры продаж в Беларуси это Samsung и LG. В 2017 году их отделяли друг от друга буквально проценты.
Sony не уступает им по качеству, но не всегда привлекательнее по цене. Далее следуют Philips, Panasonic и Toshiba.
Рассматривать другие бренды можно лишь в качестве недорогой альтернативы действительно престижным маркам.

С чего начать выбор телевизора?

1. Определитесь с суммой, которую вы готовы потратить на телевизор. Совершенству нет предела — и в цене в том числе. Если у вас есть возможность выложить круглую сумму за превосходное качество — это здорово. Но даже тот, кто решил поменять старый телевизор на самую среднестатистическую новую модель, останется доволен. Ведь всего за каких-то пару-тройку лет технологии производства телевизоров успевают уйти настолько далеко вперед, что у вас будет ощутимая разница в качестве.

2. Определитесь с допустимыми габаритами будущего телевизора (выберите диагональ).

3. Прикиньте расстояние, с которого будете смотреть телевизор и выберите разрешение экрана.

Не стоит гоняться за дешевыми 4K телевизорами, если средства ограничены, лучше взять популярную модель с меньшим разрешением.

4. Насколько для вас важен широкий угол обзора? Если средства позволяют — выбор в пользу QLED или OLED дисплеев.

5. Подумайте, нужен ли вам изогнутый экран. На вкус и цвет…

6. Сомнительно, что кто-то изначально выбирает телевизор по версии операционной системы, но иногда это может дать небольшой перевес в пользу той или иной модели, а в некоторых случаях важно определиться с самим фактом наличия Smart TV.

7. Из группы популярных производителей, которые у всех на слуху, однозначным лидером кого-то одного назвать нельзя. Каждый имеет свои технологии, преимущества и недостатки. Но, опять же, за одну и ту же цену лучше выбрать популярную модель известного вам бренда с характеристиками попроще, чем более привлекательный по параметрам «NoName».

Как видите, сделать правильный выбор важно, но не так сложно, как кажется. В разделе Телевизоры представлен широкий ряд современных моделей. Если у вас остались вопросы, задайте их нашим специалистам.

Удачных вам покупок и отличного просмотра!

Выбрать телевизор

Рейтинг статьи:

 рейтинг: 4  голосов: 104 

Выберите основные параметры монитора определяющие качество

1) размер по диагонали – влияет если нет баланса в плотности пикселей, например при большой диагонали и малой плотности пикселей изображение будет выглядеть зернистым, а текст плохочитаемым. Основное отличие телевизоров и компьютерных мониторов

2) тактовая частота – влияет, если будет маленькая, то экран будет мерцать и портить глаза. Хотя с точки зрения статического изображения не влияет

3) потребляемая мощь – не влияет на прямую

4) разрядность – другое название – глубина цвета. Влияет, так как отвечает за кол-во возможных цветов

5) вес – не влияет на прямую

6) быстродействие – влияет на скорость отклика и скорость изменения изображений, но на качество статических изображений не влияет.

Рассмотрим ряд ключевых параметров, определяющих качество монитора.

§ Размеры и пропорции экрана монитора

Размер экрана – это размер по диагонали от одного угла изображения до другого. Диагональ самых больших современных телевизоров достигает более полутора метров. Для удобной работы на персональном компьютере достаточно и 19″ обычного типа с соотношением сторон 3:4, либо 20-23″ широкоформатного типа с соотношением сторон 16:9.

§ Разрешающая способность монитора

Разрешающая способность – одна из основных характеристик монитора. Это показатель плотности отображаемого на экране изображения. Она определяется количеством точек или элементов изображения вдоль одной строки и количеством горизонтальных строк. Чем выше разрешающая способность, тем больше информации выводится на экран.

Особенностью ЖК-мониторов является то, что максимальное рекомендованное разрешение экрана фиксировано и, как правило, связано с размером экрана. Изменение указанного разрешения может негативно сказаться на качестве изображения.

§ Частота регенерации

Частота регенерации или обновления кадровой развертки экрана – это параметр, определяющий, как часто изображение на экране заново перерисовывается. Этот показатель измеряется в Герцах (Гц), где 1 Гц соответствует одному циклу в секунду, т.е. сколько раз луч формирует полное изображение – от самой верхней строки до самой нижней – за одну секунду. Чем выше частота регенерации, тем более устойчивым выглядит изображение на экране, тем меньше уровень нежелательного мерцания изображения, на которое невольно реагируют глаза и, следовательно, меньше нагрузка на зрение.

§ Яркость и контрастность

Чем ярче освещение в помещении, где используется монитор, тем сильнее должна быть яркость. Уровень яркости современных ЖК-мониторов колеблется в пределах 200-600 кд/м 2 . Контрастность это отношение между максимальной и минимальной яркостью экрана. Контрастность отвечает за качество изображения. Чем выше контрастность, тем больше оттенков и полутонов способен передать монитор. Для нормальной работы уровень контрастности должен быть не ниже 300:1.

§ Время отклика пикселя

Это скорость, с которой пиксель изменят свой цвет с темного на светлый или наоборот. От этого параметра зависит качество воспроизведения динамического изображения на мониторе. Оптимальным временем отклика является значение меньше 16 мс.

§ Тип матрицы

Самым распространенным и дешевым типом матрицы на сегодняшний день является TN+film (Twisted Nematic). К достоинствам этого типа относятся малое время отклика и низкая цена. К недостаткам можно причислить относительно малые углы обзоры, посредственная цветопередача, невысокая контрастность, отсутствие хорошего черного цвета. Если в процессе работы перегорит один из транзисторов, то на экране появится ярко горящий битый пиксель, в то время как у матриц других типов битый пиксель будет черным.

Матрицы типа IPS (In Plane Switching) и S-IPS (Super IPS) отличают широкие углы обзора, высокое качество цветопередачи, высокая контрастность и идеальный черный цвет. К недостаткам относятся большое время отклика и высокая энергоемкость. К тому же мониторы на основе такой матрицы отличаются достаточно высокой стоимостью.

Помимо вышеперечисленных типов существуют MVA (Multidomain Vertical Alignment) и PVA (Patterned Vertical Alignment) матрицы. Так как по своим свойствам эти матрицы очень похожи, то часто их объединяют в единый тип MVA/PVA. Матрицы этого типа отличают широкие углы обзора, высокая контрастность и яркость, хорошая цветопередача и черный цвет. Время отклика у них меньше чем у матриц IPS , но больше чем у TN+film.

§ Тип подсветки

В LCD-мониторах различают два вида подсветки: люминесцентные лампы с холодным катодом и светодиодная LED-подсветка.

Для решения мультимедийных и презентационных задач на персональных компьютерах используются такие устройства отображения как проекторы и плазменные экраны больших диагоналей. Несмотря на то, что LCD и LED мониторы являются «мейнстримом», в ближайшее время конкуренцию им составят OLED-экраны ведущих производителей, обладающие еще более впечатляющими характеристиками яркости, контрастности, цветопередачи и времени отклика.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Увлечёшься девушкой-вырастут хвосты, займёшься учебой-вырастут рога 9817 – | 7683 – или читать все.

78.85.5.224 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

123. Запишите названия базовых цветов в цветовой модели RGB:

125. Подпишите цвета, соответствующие каждой области:

126. Выберите (отметьте галочкой) основные параметры монитора, определяющие качество компьютерного изображения:

127. Заполните таблицу, вычислив количество цветов в палитре N при известной глубине цвета i:

128. Сколько цветов будет содержать палитра, если на один пиксель отводится 4 бита памяти?
Ответ: 16

129. Для кодирования одного из цветов палитры служит двоичный код 001. Сколько цветов содержит палитра?
Ответ: 8

130. Сколько битов памяти достаточно для кодирования одного пикселя 16-цветного изображения?
Ответ: 4

131. Растровый газетный рисунок состоит из точек четырёх цветов: чёрного, тёмно-серого, светло-серого, белого. Сколько битов понадобится для двоичного кодирования одного пикселя этого рисунка?
Ответ: 2

132. Монитор позволяет получать на экране 224 цветов. Какой объём памяти в байтах требуется для кодирования 1 пикселя?
Ответ: 24

133. Монитор позволяет получать на экране 65 536 цветов. Какой объём памяти в байтах требуется для кодирования 1 пикселя?
Ответ: 16

134. Заполните схему, описывающую видеосистему персонального компьютера:

135. Каков минимальный объём видеопамяти, необходимый для хранения графического изображения, занимающего область экрана 512 х 512 точек, где каждая точка может иметь один из 256 цветов?

136. Вычислите необходимый объём видеопамяти для графического режима, если разрешение экрана монитора 1280 х 1024, глубина цвета – 32 бита.
1280*1024=1310720 – всего точек
1310720*32=41943040 бит=5242880 байт=5,1 Мб

137. Рассчитайте объём видеопамяти, необходимой для хранения графического изображения, занимающего весь экран монитора с разрешением 1024 х 768 и количеством отображаемых цветов, равным 16 777 216.

138. Вы хотите работать с разрешением 1600 х 1200 пикселей, используя 16 777 216 цветов. В магазине продаются видеокарты с памятью 512 Кбайт, 2 Мбайта, 4 Мбайта и 64 Мбайта. Какие из них можно купить для вашей работы?

139. Подсчитайте объём данных, передаваемых от видеопамяти к монитору в режиме 1024 х 768 пикселей с глубиной цвета 16 битов и частотой обновления экрана 75 Гц.
1024*768*16*75=943718400 бит=113 Мбайт

140. Графический файл содержит чёрно-белое изображение (без градаций серого) размером 100 х 100 точек. Каков информационный объём этого файла?
100*100=10000 бит=1250 байт

141. Вычислите объём чёрно-белого (без градаций серого) изображения в байтах, если одна клетка на рисунке соответствует одному пикселю.

142. Графический файл содержит чёрно-белое изображение с 16 градациями серого цвета размером 10 х 10 точек. Каков информационный объём этого файла?

143. Для хранения растрового изображения размером 64 х 64 пикселя отвели 512 байтов памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?

147. Средняя скорость передачи данных по некоторому каналу связи равна 28800 бит/с. Сколько секунд потребуется для передачи по этому каналу цветного изображения размером 640 х 480 пикселей при условии, что цвет каждого пикселя кодируется 3 байтами?
640*480*3=921600 байт
28800 бит/с=3600 байт/с
921600/3600=256 секунд

148. Размер рабочей области графического редактора, работающего с 16-цветной палитрой, равен 50 х 40 пикселей. Картинка, занимающая всю рабочую область графического редактора, передаётся по некоторому каналу связи за 5 с. Определите скорость передачи информации по этому каналу.

149. Выберите (отметьте галочкой) устройства ввода графической информации:

150. Сканируется цветное изображение размером 2×3 дюйма. Разрешающая способность сканера — 600 х 600 dpi, глубина цвета — 8 битов. Какой информационный объём будет иметь полученный графический файл?
dpi – количество точек на 1 дюйм
i=2*3*8*600*600=17280000 бит=2160000 байт

151. Сканируется цветное изображение размером 10 х 10 см. Разрешающая способность сканера — 600 х 1200 dpi, глубина цвета — 2 байта. Какой информационный объём будет иметь полученный графический файл?
i=(10/2,4)*(10*2,4)*8*2*600*1200=4,2*4,2*8*1200*1200=203212800 бит= 25401600 байт

152. Сканируется цветное изображение размером 10 х 15 см. Разрешающая способность сканера — 600 х 600 dpi, глубина цвета — 3 байта. Какой информационный объём будет иметь полученный графический файл?
I=(10/2,4)*(15*2,4)*8*3*600*600=4,2*6,25*24*600*600=226800000 бит

153. Установите соответствие:

154. Дайте сравнительную характеристику растровых и векторных изображений, ответив на следующие вопросы:

155. Выберите (отметьте галочкой) графические форматы файлов:

156. Соедините линиями основные элементы окна графического редактора Microsoft Paint и соответствующие им названия.

159. Занесите результаты, полученные при выполнении задания 3.1 на стр. 130-131 учебника, в таблицу:

160. Растровое изображение было сохранено в файле как 256-цветный рисунок. Во сколько раз уменьшится информационный объём файла, если это же изображение сохранить как монохромный (чёрно-белый без градаций серого) рисунок?

162. В процессе преобразования растрового графического изображения количество цветов в палитре уменьшилось с 16777216 до 256. Во сколько раз при этом уменьшился информационный объём изображения?

163. Какую часть экрана, имеющего разрешение 1024 х 768 точек, займёт изображение файла типа BMP объёмом 1 Мбайт, созданного при глубине цвета, равной 32 бита?
1Мбайт=8388608 бит К=I/i=8388608/32=262144 – всего пикселей
У нас экран с разрешением 1024*768=785432 пикселей
Следовательно, изображение будет занимать 262144/786432=1/3 – третью часть экрана

164. После изменения свойств Рабочего стола монитор приобрёл разрешение 1024 х 768 точек и получил возможность отображать 65536 цветов. Какой объём видеопамяти необходим для текущего изображения Рабочего стола?

165. Выпишите основные понятия главы 3 и дайте их определения.

Телевизор в качестве монитора | Televizor-info.ru

На большом экране телевизора любое изображение выглядит более красочно и эффектно. Именно поэтому многие владельцы компьютеров задумывались о том, как использовать телевизор в качестве монитора. Можно использовать телевизор как в качестве дополнительного, так и в качестве основного монитора.

---

data-ad-client=»ca-pub-2575503634248922″
data-ad-slot=»3433597103″
data-ad-format=»link»>

---

Все зависит исключительно от Ваших предпочтений. Конечно, можно приобрести компьютерный монитор большой диагонали и не поднимать вопрос подключения телевизора. Однако такая покупка однозначно влетит в копеечку, ведь телевизоры большим экраном стоят гораздо дешевле, чем мониторы. Итак, в данной статье мы рассмотрим все варианты подключения, которые позволят Вам использовать телевизор в качестве монитора.

Всякий ли телевизор подойдет?

На самом деле существует несколько способов соединения. Все зависит от того, какая видеокарта установлена на Вашем компьютере и какие разъемы присутствуют на телевизоре. Но перед подключением давайте разберемся, какими параметрами должен обладать телевизор, чтобы стать полноценным монитором? Итак, одним из основных параметров, который повлияет на комфорт Вашей работы — это разрешение телевизора. Изображение на телевизоре с большой диагональю, но маленьким разрешением будет крупнозернистым, и с близкого расстояния будет выглядеть просто ужасно. Минимально рекомендуемое разрешение для телевизора-монитора составляет 1920×1080 пикселей, но лучше еще больше. Так для телевизора с диагональю более 30 дюймов этого будет уже мало.

Для того чтобы использовать телевизор в качестве монитора, лучше всего обратить внимание на широкоформатные телевизоры с минимальным разрешением 1920×1080 Full Hd и диагональю более 19−25 дюймов, иначе смысл использования телевизора вместе с компьютером вообще теряется. Если у Вас возникнут проблемы при использовании телевизора-монитора, прочитайте следующие советы.

Используем VGA разъем

На любой современной видеокарте можно обнаружить разъем VGA. Обычно он используется для вывода информации на монитор. Если Вы собираетесь использовать телевизор в качестве основного монитора можно использовать этот разъем. Для подключения Вам понадобится стандартный VGA кабель. Один конец кабеля подсоедините к разъему VGA OUTPUT на видеокарте компьютера, а второй — к VGA INPUT на панели телевизора. При таком соединении вся информация будет выводиться на экран телевизора. Однако такой вариант не всегда удобный. На большом экране можно очень комфортно смотреть фильмы, играть в видеоигры, но в некоторых ситуациях для работы проще использовать небольшой монитор. При использовании телевизора в качестве основного экрана появляется необходимость его постоянной работы, что не всегда удобно.

Так телевизор чаще используют в качестве дополнительного монитора. Для этого на видеокарте должно быть два разъема VGA. Уместно вспомнить, что такую модель найти практически невозможно, да и, наверное, не имеет смысла. На современных видеокартах практически всегда можно найти разъем DVI, который пригодится для подключения телевизора. Очень часто в комплекте с видеокартой идет переходник DVI-VGA. При его наличии мы фактически получаем в наше распоряжение два разъема VGA, которые можно выгодно использовать для подключения телевизора. В итоге Вам понадобится пара VGA кабелей. Один для подключения к видеокарте стандартного монитора, второй — для телевизора.

Для того чтобы подключенные устройства нормально работали нужно произвести определенные настройки. Кликните правой кнопкой мыши по рабочему столу и зайдите в «Разрешение экрана». В появившемся меню необходимо определить какой монитор будет основным, а какой дополнительным. Также при желании можно установить разрешение и ориентацию изображения.

Пункт «Несколько экранов» определяет варианты использования дополнительного экрана. Выберите «Расширить эти экраны». Теперь вся информация будет выводиться на основной монитор, а дополнительный будет его расширять. Это значит, что при желании можно при помощи мыши перетащить любое видео на экран телевизора и наслаждаться большим, качественным изображением.

Используем HDMI разъем

Если на видеокарте и телевизоре имеется разъем HDMI, можно его использовать для цифрового подключения. Вам понадобится кабель HDMI-HDMI с помощью которого необходимо соединить разъем HDMI на видеокарте и HDMI IN на телевизоре. Качество передачи сигнала при таком соединении на высоком уровне. Если есть возможность, постарайтесь при использовании телевизора в качестве монитора осуществлять подключение именно с помощью HDMI соединения.

Используем разъем DVI

Для того чтобы в максимальной степени насладиться качественным изображением на широкоформатном телевизоре, можно использовать разъем DVI. Он используется на большинстве видеокарт и если такой порт установлен на Вашем телевизоре, то с помощью кабеля DVI— DVI можно осуществить подключения высокого качества и использовать телевизор в качестве монитора. Учтите, что существует несколько типов разъемов DVI, и это обязательно нужно учитывать при покупке кабеля иначе изображение не будет передаваться. Обязательно уточните, какого типа порты DVI Вы имеете.

DVI-D — передача цифрового сигнала высокого качества, используется для качественной передачи видео информации.

DVI-A — передача аналогового сигнала, пониженное качество связанное с преобразованием сигнала из «цифры в аналог».

DVI-I — универсальная передача как цифрового, так и аналогового сигнала.

Используем S-Video

Разъем S-Video продолжают устанавливать на некоторых видеокартах. С его помощью можно подключить телевизор к компьютеру и использовать его в качестве монитора. Сигнал будет передаваться в аналоговой форме. Вам понадобится S-Video кабель, при помощи которого нужно соединить выход S-Video на видеокарте и вход S-Video IN на телевизоре. Следует отметить, что при таком соединении достигается нормальное качество передачи сигнала.

Композитный разъем

Довольно распространенный метод подключения — с помощью композитного разъема. Данный разъем наверняка присутствует на Вашем телевизоре. Качество передачи сигнала оставляет желать лучшего. Использовать данное подключение лучше только тогда, когда другие варианты невозможны. Для соединения Вам понадобится обычный композитный кабель с «тюльпанами» на концах. Соедините композитный разъем видеокарты с разъемом VIDEO IN на телевизоре. Интересный момент, в большинстве случаев по умолчанию на видеокартах установлен режим передачи видеосигнала по S-Video. Когда Вы подключаете композитный кабель, происходит автоматическое распознавание соединения и переключение на передачу сигнала по композиту. Если этого не произошло, необходимо в настройках видеокарты явно указать способ передачи видеосигнала.

Еще одна возможная трудность состоит в том, что видеокарты некоторых производителей неохотно переключаются на передачу изображения по композиту. Даже в том случае, когда это указано в настройках. При этом изображение получается искаженным и черно-белым. Если Вы столкнулись с такой проблемой. Используйте кабель на одном конце которого разъем S-Video (подключить к видеокарте), а на другом — «тюльпан» (подключить к телевизору).

Важно!!! Все манипуляции по подключению телевизора к компьютеру проводите при выключенной и обесточенной технике во избежание ненужных повреждений. Настройки телевизора как монитора проводятся аналогично как в первом способе подключения (с помощью VGA).

Выводы

Использовать телевизор в качестве монитора, несомненно, можно. Если Вы хотите наслаждаться качественным изображением на большом экране, а материальных средств на покупку большого монитора нет, можно смело использовать телевизор. Способов подключения телевизора несколько и Вы всегда можете выбрать самый оптимальный для своего случая. И, конечно же, стоит обращать внимание на параметры телевизора. Так если разрешение Вашей модели невысокое, то с близкого расстояния будут видны пиксели, что не очень комфортно при работе.

на Ваш сайт.

Показатели качества электроэнергии

Содержание:

Качество электроэнергии, поставляемое в наши дома, не всегда является удовлетворительным. Мы часто говорим: «напряжение просело», «напряжение прыгает», «скачки напряжения», «плохое напряжение». Давайте разберемся вместе с этими понятиями. Следует отметить сразу, что точные определения отклонений от норм качества электроэнергии очень сложные. В рамках одной статьи невозможно дать полное описание требований к параметрам электричества и способам проведения официальных измерений. Тексты соответствующих ГОСТов и стандартов занимают десятки страниц и содержат многочисленные сложные формулы проведения расчётов. В данной статье мы дадим лишь общее понимание основных требований к качеству электроэнергии и простые описания часто встречающихся отклонений

Основные показатели качества электроэнергии

Список основных показателей качества электрической энергии:

• установившееся отклонение напряжения;
• размах изменения напряжения;
• доза фликера;
• коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения;
• коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения;
• коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности;
• коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности;
• отклонение частоты;
• длительность провала напряжения;
• импульсное напряжение;
• коэффициент временного перенапряжения.

Отклонение напряжения

Одним из параметров качества электроэнергии является отклонение напряжения.

Отклонение напряжения определяется значением установившегося отклонения напряжения. Для значения отклонения напряжения установлены нижеследующие нормы:
нормально допустимые и предельно допустимые значения установившегося отклонения напряжения на выводах приемников электроэнергии равны соответственно +5 и +10% от номинального напряжения электрической сети.

Значение отклонения напряжения определяется при длительности процесса более одной минуты. Нормально допустимым отклонением напряжения считается диапазон в 5%, то есть: +/-5% (от 209 В до 231  В). Предельно допустимым отклонением напряжения считается диапазон в 10%, то есть: +/-10% (от 198 В до 242 В).

Для определенных выше показателей качества электроэнергии действуют следующие нормативы: положительные и отрицательные отклонения напряжения в точке передачи электрической энергии не должны превышать 10% номинального или согласованного значения напряжения в течение 100% времени интервала в одну неделю.

Колебание напряжения

Одним из параметров качества электроэнергии является колебание напряжения.

Колебания напряжения характеризуются следующими показателями:

• размахом изменения напряжения;
• дозой фликера.

Значения колебания напряжения имеют те же самые нормы, что и отклонение напряжения с единственным отличием: длительность процесса менее одной минуты. Нормально допустимым колебанием напряжения считается диапазон в 5%, то есть: +/-5% (от 209 В до 231  В). Предельно допустимым колебанием напряжения считается диапазон в 10%, то есть: +/-10% (от 198 В до 242 В).

Замечание: не следует путать требования ГОСТа к качеству электроэнергии в сети (ГОСТ Р 54149-2010 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная») и ГОСТов, описывающих качество электропитания для электрических приборов (напр. ГОСТ Р 52161.2.17-2009 «Безопасность бытовых и аналогичных электрических приборов»). ГОСТ качества электроэнергии предъявляет требования по сути к поставщику электрической энергии, и именно на этот ГОСТ можно опереться, если нужно предъявить требования к поставщику при плохом электроснабжении. А требования к качеству электропитания в паспортах приборов определяют требование к приборам работать нормально в более широком диапазоне значений параметров тока. Для приборов, как правило, закладывается диапазон по напряжению от -15% до +10% от номинального.

Провал напряжения

Одним из параметров качества электроэнергии является провал напряжения. Провал напряжения определяется показателем времени провала напряжения.

Предельно допустимое значение длительности провала напряжения в электросетях напряжением до 20 000 В включительно равно 30 секунд. Длительность автоматически устраняемого провала напряжения в любой точке присоединения к электрическим сетям определяется выдержками времени релейной защиты и временем срабатывания автоматики.

Провал напряжения определяется, когда напряжение падает до значения 0,9U и характеризуется длительностью процесса. Предельно допустимая длительность — 30 секунд. Глубина провала иногда может доходить и до 100%.

Перенапряжение

Временное перенапряжение определяется показателем коэффициента временного перенапряжения.

Перенапряжение характеризуется амплитудным значением напряжения больше 342 В. Верхний предел значения напряжения ГОСТом не определяется. Длительность временного перенапряжения — менее 1 секунды

Качество электроэнергии. Виды отклонений параметров электрической энергии

Для определения качества электрической энергии можно использовать следующие графические изображения. На приведенных ниже рисунках отображены следующие отклонения параметров качества электроэнергии: отклонение напряжения, колебание напряжения, перенапряжение, провал напряжения, нарушение синусоидальности напряжения, импульсы напряжения.

Как улучшить качество электроэнергии

В случае существенных отклонений параметров качества электроэнергии следует прежде всего обратиться в обслуживающую организацию, к поставщику электрической энергии. Если административные действия по улучшению качества электроэнергии не дадут результатов, тогда необходимо использовать специальные средства защиты. Для улучшения параметров качества электроэнергии мы рекомендуем использовать: средства защиты от скачков напряжения, стабилизаторы напряжения, источники бесперебойного питания.

Читайте также:

Сохранение качества при уменьшении размера файла Photoshop

Для нас всех важно сохранить наилучшее качество изображения, но хранить и передавать через интернет тяжёлые файлы затруднительно. Кроме того, некоторые сайты отказываются принимать изображения большого размера. Приходится жертвовать качеством, обрезая фото и уменшая их разрешение. Также при сохранении в JPEG можно выбрать уровень сжатия, что существенно повлияет на отрисовку деталей.

Так какими параметрами можно манипулировать для уменьшения размера снимка и как провести оптимизацию, минимально затронув качество?

На примере программы Photoshop посмотрим, как настроить снимок. Открываем фотографию в программе. Если у нас есть конкретный размер снимка, который нам нужен, то мы можем подогнать под него фото.

После открытия файла переходим в меню «Файл» — «Автоматизация» — «Изменить размерность».

Программа сможет автоматически определить ориентацию файла и провести манипуляции со снимком.

В открывшемся окне указываем какого размера файл нам нужен на выходе. В диалоговом окне указываем значение в пикселях. Можно вписать одно значение. Второе будет изменено пропорционально.

После изменения размера создаём дубль слоя Ctrl+J. Переходим в меню «Фильтр» — «Резкость» — «Резкость+».

Далее понижаем непрозрачность нового слоя до 50%, чтобы высокая резкость не бросалась в глаза. После этого можно объединить оба слоя Ctrl + E.

После этого снова применяем автоматизацию.

Делаем ещё один дубль слоя, применяем «Резкость+». Снова снижаем непрозрачность. Процен можно установить по своему вкусу.

Делаем объединение слоёв.

Когда мы будем сохранять файл его размер станет меньше, а визуально ничего не изменится. При сохранении нужно установить высокое качество изображения.

Итоговое изображение:

На основе материалов с сайта: http://fotokomok.ru/

Обзор 43-дюймового 4K-телевизора Samsung UE43TU7100UXRU

Паспортные характеристики, комплект поставки и цена

Экран
Тип экрана	ЖК-панель со светодиодной подсветкой
Диагональ	43 дюйма / 108 см
Разрешение	3840×2160 пикселей (16:9)
Интерфейсы
Ant In, Air/Cable	аналоговый и цифровой (DVB-T2, DVB-C) ТВ-тюнеры (75 Ом, коаксиальный — IEC75)
Ant In, Satellite	антенный вход, спутниковый тюнер (DVB-S/S2) (13/18 В, 0,4 А, 75 Ом, коаксиальный — F-тип)
Common Interface	разъем для карты доступа CI+ 1.4 (PCMCIA)
HDMI In 1/2	цифровые входы HDMI, видео и аудио, Anynet+ (HDMI-CEC), eARC (только HDMI 2), до 4096×2160/60 Гц (отчет MonInfo), 2 шт.
Digital Audio Out (Optical)	цифровой оптический аудиовыход (Toslink)
USB	USB-интерфейс 2.0, подключение внешних устройств (накопители, HID), 0,5 А макс. (гнездо типа А)
LAN	проводная сеть Ethernet 100Base-TX / 10Base-T (RJ-45)
Беспроводные интерфейсы	Wi-Fi (2,4/5 ГГц), Bluetooth 4.2 LE (ввод/вывод аудио, HID)
Другие характеристики
Акустическая система	громкоговорители 2.0 (20 Вт)
Особенности	процессор Crystal Processor 4K поддержка расширенного динамического диапазона HDR 10/10+ и Hybrid Log Gamma) универсальный пульт One Remote платформа Smart Hub интеграция в систему умного дома SmartThings вставка промежуточных кадров и вставка черного кадра электронный гид по программам (EPG) передача контента при помощи Wi-Fi Direct поддержка Airplay 2 мультимедийные функции: сетевые сервисы, воспроизведение аудио-, видео- и графических файлов и т. д. монтажные отверстия VESA 200×200 мм разъем для кенсингтонского замка
Размеры (Ш×В×Г)	964×629×201 мм с подставкой 964×559×60 мм без подставки
Масса	8,3 кг с подставкой 8,1 кг без подставки
Потребляемая мощность	130 Вт максимально
Напряжение питания	100—240 В, 50/60 Гц
Комплект поставки (необходимо уточнять перед покупкой!)	телевизор комплект подставки (ножка, 2 шт.; кабельный зажим, 2 шт.) сетевой кабель питания адаптер карты CI вставка-изолятор для антенного кабеля пульт ДУ и два элемента питания AAA для него руководство по установке и др. вспомогательная документация краткое руководство пользователя гарантийный талон
Ссылка на сайт производителя	Samsung UE43TU7100UXRU
Розничные предложения

Внешний вид

Дизайн строгий, декоративные элементы отсутствуют. Экран условно безрамочный, он выглядит как монолитная поверхность, ограниченная снизу узкой планкой, а сверху и с боков — узкой окантовкой. Окантовка и планка изготовлены из пластика с темно-темно-серой поверхностью — цвет Titan Gray, как называет его производитель. Фаски на окантовке и на планке, а также фронтальная плоскость планки имеют фактуру, имитирующую неполированную металлическую поверхность. Выведя изображение на экран, можно увидеть, что на самом деле между внешними границами экрана и собственно областью отображения есть неширокие поля (от области отображения до внешних границ экрана сверху 10 мм, с боков по 11 мм, а снизу — 13 мм). Внешняя поверхность матрицы черная, полуматовая. Возможно, она обладает какими-то антибликовыми свойствами, но точно слабыми.

Внизу по центру планки закреплена небольшая накладка из тонированного пластика. На ее фронтальной плоскости изображен логотип производителя.

За логотипом скрываются ИК-приемник пульта ДУ, ИК-излучатели для управления подключенной к ТВ техникой и датчик внешней освещенности. На нижнем торце накладки находится единственная кнопка управления. Ей с помощью короткого меню можно очень ограниченно управлять телевизором, когда пульт не доступен. Там же расположен индикатор состояния. Индикатор неяркий, в дежурном режиме он светится красным.

Подставка выполнена в виде двух Y-образных ножек, вставляющихся в гнезда на нижнем торце. Опираются ножки на резиновые накладки. Расстояние между ножками 79 см. Сзади на каждую из ножек можно нащелкнуть кабельный фиксатор, чтобы кабели спускались назад по ножкам и не ухудшали вид телевизора спереди и сзади. Стоит телевизор устойчиво, жесткость конструкции подставки достаточная. Телевизор, установленный на горизонтальную поверхность на штатную подставку, стоит вертикально без видимого наклона.

Альтернативный способ установки телевизора — это вариант крепления телевизора на VESA-кронштейне под имеющиеся на задней панели резьбовые отверстия в углах квадрата 200 на 200 мм. Кожух задней панели имеет рельеф в виде мелких упорядоченно расположенных бугорков.

Основные интерфейсные разъемы и разъем питания размещены в нише на задней панели и направлены вбок. Подключать кабели к разъемам относительно удобно. В отдельной неглубокой нише есть разъем для адаптера карты CI, закрытый наклейкой с инструкцией по установке этого адаптера.

Воздух для охлаждения электроники проходит через решетки на нижнем торце корпуса, сзади и в верхней части задней панели.

Телевизор имеет полностью пассивное охлаждение. За решетками на нижнем торце расположены встроенные громкоговорители с вытянутыми диффузорами. Рядом с ними находится по отверстию фазоинвертора.

Упакован телевизор и все к нему в скромно оформленную и прочную коробку из гофрированного картона. Ее габариты не сильно превышают ширину, длину и толщину корпуса экрана. Для переноски в коробке проделаны боковые прорезные ручки.

Коммутация

Комплектный сетевой кабель питания (длина 1,5 м) черного цвета оснащен компактными Г-образными вилкой и разъемом.

Отметим наличие в комплекте поставки изолирующей угловой вставки для антенного кабеля. Она убережет электронику телевизора от высокого напряжения, которое бывает в антенном кабеле из-за плохо зануленных подключенных устройств. Побочным эффектом от использования этой вставки является некоторое ослабление сигнала.

Таблица с характеристиками в начале статьи дает представление о коммуникационных возможностях телевизора. Все разъемы стандартные, полноразмерные и размещены свободно. Работает, по крайней мере, базовая поддержка управления по HDMI: телевизор сам переключается (и включается, если был выключен) на вход HDMI при включении плеера и запуске диска на воспроизведение. Также плеер выключается при выключении телевизора, и включается при выборе соответствующего входа в меню телевизора.

В режиме Cast на телевизор по Wi-Fi можно передавать копию экрана мобильного устройства и звук, но для просмотра видео данный режим подходит плохо, так как дополнительно привносятся артефакты сжатия, а частота кадров снижается.

Пульт и другие способы управления

Корпус пульта изготовлен из черного пластика с матовой поверхностью, а кнопки — из резиноподобного материала. Пульт удобно лежит в руке. В отличие от топовых серий ТВ Samsung на пульте к этому телевизору кнопок много. Их обозначения контрастные, но некоторые уж слишком мелкие и трудночитаемые, да и ряд самих кнопок тоже слишком мелкие и расположены очень тесно. Есть две кнопки-качалки изменения громкости и переключения ТВ-каналов, которые легко находятся на ощупь. Подсветки, конечно, нет. Работает пульт по ИК. Есть возможность настроить этот пульт на управление другой аудио- и видеотехникой, но для управления сторонней техникой используются передача команд с помощью ИК-излучателей на самом ТВ, что снижает ценность данной функции почти до нуля, так как подключенная к ТВ техника редко находится перед телевизором.

К телевизору можно подключить клавиатуру и мышь по USB и/или по Bluetooth (а также джойстики и другие игровые контроллеры). Эти устройства ввода, как и любая опробованная нами USB-периферия работают через USB-разветвитель, что особенно ценно, так как USB-порт один единственный. Правда, мышь в интерфейсе самого ТВ не работает, курсор появляется, например, в браузере Internet. С проводными и беспроводными клавиатурами и мышами от разных производителей не возникло никаких проблем. Поддерживается прокрутка колесиком, а задержка перемещения курсора мыши относительно движения самой мышью минимальная. Для подключенной клавиатуры можно выбрать альтернативную раскладку, в том числе и кириллическую самого распространенного варианта, при этом поддерживается смена раскладки клавиатуры (клавишей Alt) на основную (английскую) и обратно на выбранную. Некоторые клавиши клавиатуры напрямую вызывают ряд функций телевизора, подробности приведены во встроенной справке.

Нужно отметить, что в целом интерфейс хорошо оптимизирован для использования только комплектного пульта ДУ, то есть подключать клавиатуру и мышь, в общем-то, не обязательно, но они пригодятся еще в двух сетевых функциях: доступ к удаленному рабочему столу и работа в Office 365. Также есть функция вывода рабочего стола ПК (в случае беспроводного подключения). Нами была подтверждена работоспособность доступа к удаленному рабочему столу (Remote Desktop Connection). Правда, функция доступа из плеера ТВ к общим папкам не заработала. Телевизор общие папки обнаруживает, но вот файлы в них — нет. Работу вывода рабочего стола и Office 365 мы не проверяли.

Кроме того, телевизором можно управлять посредством мобильного устройства с помощью фирменного приложения SmartThings для Android и iOS. В данном ПО телевизор представляется одним из устройств «умного дома», входящих в экосистему SmartThings. Для доступа к устройствам SmartThings используется облачный сервис, поэтому телевизором можно управлять из любого места, где есть доступ к Сети, хотя в данном случае это не дает особых преимуществ.

Программной платформой для этого ТВ служит открытая операционная система Tizen, основанная на ядре Linux. Заглавная страница интерфейса представляет собой две горизонтальные ленты. Верхняя — с контекстным содержимым, например, с подписанными миниатюрами быстрых настроек, входов и устройств или с рекомендованным контентом, соответствующим выбранному приложению. На нижней ленте размещены плитки выбора функций, источников, плитки-миниатюры установленных программ и т. д.

Неприятным моментом является наличие не очень навязчивой рекламы.

Разумеется, есть магазин приложений, игр и контента.

Позиций в этом магазине много, но, разумеется, гораздо меньше, чем в случае ТВ с ОС Android TV. Отметим, что в целом к стабильности работы оболочки у нас никаких претензий не возникло, но отзывчивость на команды с пульта в сравнении с топовыми моделями от данного производителя, все же похуже. Меню с настройками ТВ занимает большую часть экрана, надписи в нем читаемые.

Есть русифицированный вариант интерфейса. Качество перевода хорошее, и самое главное, что настройки в большинстве случаев меняют именно то, что ожидаешь, исходя из их наименования. Непосредственно при регулировке параметров изображения на экран выводится уже только название настройки, ползунок и текущее значение или список вариантов, что облегчает оценку влияния этой настройки на изображение, при этом настройки с ползунками перебираются стрелками вверх и вниз.

Некоторое неудобство заключается в том, что списки в меню не зациклены, поэтому добравшись до последнего пункта, часто приходится перематывать список обратно в начало, или выходить на уровень выше и снова заходить в список. Это относится и к лентам на главной странице, и к списку приложений. Во время настройки изображения можно выбрать режим применения настроек ко всем входам (но некоторые режимы все равно настраиваются отдельно). В телевизор встроена объемная по содержанию интерактивная справочная система.

Также с сайта компании можно загрузить e-Manual в виде объемистого файла PDF. Руководство это весьма подробное (187 страниц), хотя местами не хватает информации относительно именно этой модели телевизора.

Воспроизведение мультимедийного контента

При поверхностном тестировании воспроизведения мультимедийного контента мы ограничились рядом файлов, запускаемых в основном с внешних USB-носителей. Источниками мультимедийного контента также могут быть серверы UPnP (DLNA). Были опробованы жесткие диски 2,5″, внешний SSD и обычные флешки. После отсутствия долгого обращения и в режиме ожидания самого ТВ жесткие диски отключались. Отметим, что телевизор поддерживает USB-накопители как минимум с файловыми системами FAT32, exFAT и NTFS, а с кириллическими названиями файлов и папок не было никаких проблем. Плеер телевизора обнаруживает все файлы в папках, даже если на диске очень много файлов (более 100 тысяч).

Нами подтверждена способность телевизора показывать растровые графические файлы в форматах JPEG, MPO (один ракурс), PNG и BMP, в том числе в виде слайд-шоу с эффектами перехода и под выбранную фоновую музыку. Изображения размером 3840×2160 пикселей выводятся один к одному по пикселям в истинном разрешении 4К, но есть особенности, о которых ниже.

В случае аудиофайлов поддерживаются множество распространенных и не очень форматов, как минимум AAC, MP3, MP4, OGG, WMA (и с 24 бит), M4A, WAV, AIFF, MID и FLAC (расширение должно быть именно FLAC). Поддерживаются тэги как минимум в MP3, OGG и WMA (русские должны быть в Unicode) и картинки-обложки в MP3.

Для видеофайлов поддерживается большое количество самых разнообразных контейнеров и кодеков (вплоть до H.265 с 10 бит и разрешения UHD при 60 кадр/с с HDR), несколько звуковых дорожек в разнообразных форматах (но дорожки DTS не воспроизводятся), внешние и встроенные текстовые субтитры (русские должны быть в кодировке Windows-1251 или в Unicode). Настроек субтитров очень много.

Образы дисков воспроизводятся только по файлам, без меню и т. д. Выбрать можно максимум из 14 звуковых дорожек, это может стать существенным ограничением, например, в случае образов BD (субтитры в этом случае вообще не выводятся).

Однако телевизор не воспроизводит из контейнеров AVI и MKV видео в кодеках DivX 3 и MPEG4 ASP, а файлы-контейнеры DivX и OGM в списке файлов вообще не отображаются. Впрочем, если ограничиться современными и более-менее распространенными форматами видеофайлов, то с очень большой вероятностью телевизор их воспроизведет. Поддерживается воспроизведение видеофайлов HDR (HDR10 и HLG, контейнеры MKV, MP4, TS), а в случае файлов с 10 бит на цвет согласно визуальной оценке градаций оттенков больше, чем у 8-битных файлов. Таким образом, у данного ТВ есть хотя бы номинальная поддержка HDR, номинальная, так как максимальная яркость все же не очень высокая, а цветовой охват не широкий. В качестве примера источника HDR-контента можно привести предустановленное приложение YouTube, в котором удалось посмотреть видео в разрешении 4K с HDR и даже с 60 кадр/с.

Тестовые ролики на определение равномерности чередования кадров помогли выявить, что телевизор при воспроизведении видеофайлов подстраивает частоту обновления экрана под частоту кадров в видеофайле, но только на 50 или 60 Гц, поэтому файлы с 24 кадр/с воспроизводятся с чередованием длительности кадров 2:3. В стандартном для видео диапазоне (16—235) отображаются все градации оттенков. Максимальный битрейт видеофайлов, при котором еще не было артефактов, при воспроизведении с USB-носителей составил 180 Мбит/с (H.264, http://jell.yfish.us/), по Wi-Fi (сеть в диапазоне 5 ГГц) — 200 Мбит/с, по проводной сети Ethernet — 90 Мбит/с. В последних двух случаях использовался медиасервер роутера Asus RT-AC68U. Статистика на роутере показывает, что по Wi-Fi скорость приема/передачи составляет 866,7 Мбит/с, то есть в телевизоре установлен адаптер 802.11ac.

Штатные средства для воспроизведения контента могут выводить динамичное (видеофайлы) и статичное (картинки/фотографии) изображение в истинном разрешении 3840×2160. Все остальные программы выводят изображение в разрешении 1920×1080, но видимо, какие-то из них (тот же YouTube) могут выводить видео в истинном разрешении 3840×2160, используя средства аппаратного декодирования.

Идиллию портит особенность вывода полутонов в случае воспроизведения контента средствами самого телевизора. Например, так вы глядит при увеличении плашка серого цвета:

Видно, что полутона получаются при шахматном чередовании яркости пикселей. Это приводит к фактическому снижению четкости полутоновых изображений и к видимым артефактам в виде статической «ряби» на изображении, видимой с того расстояния, с которого глаз уже отличает картинку с разрешением Full HD от 4К. При работе от внешних источников сигнала такого нет. Вот та же плашка серого, когда источником сигнала служит ПК:

Звук

Настроек звука довольно много.

Громкость встроенной акустической системы можно считать достаточной для типичной по размерам жилой комнаты. Присутствуют высокие и средние частоты, а также есть чуть-чуть низких частот. Стереофонический эффект ощущается, хотя он и не очень выражен. Звук отчетливо идет снизу. Есть паразитные резонансы корпуса, особенно ощущаемые на некоторых частотах. Однако в целом, с учетом класса телевизора, качество встроенной акустики стоит признать хорошим.

Сравним АЧХ этого ТВ с АЧХ двух телевизоров высшего класса:

Видно, что у данного ТВ самых низких частот нет, но в остальном АЧХ более-менее ровная.

По Bluetooth на телевизор можно передавать звук, но при этом телевизор переходит в специальный режим. То есть, например, смотреть Интернет в браузере на телевизоре и слушать музыку, передаваемую с мобильного устройства, уже не получится.

Работа с источниками видеосигнала

Кинотеатральные режимы работы тестировались при подключении к Blu-ray-плееру Sony BDP-S300. Использовалось HDMI-подключение. В случае данного источника телевизор поддерживает режимы 480i/p, 576i/p, 720p, 1080i и 1080p при 24/50/60 Гц (о поддерживаемых режимах при подключении к ПК рассказано ниже). Цвета правильные, с учетом типа видеосигнала яркостная и цветовая четкость высокая. В стандартном для видео диапазоне (16—235) отображаются все градации оттенков. В случае режима 1080p при 24 кадр/с кадры выводятся с чередованием длительности 2:3.

В большинстве случаев при выборе Авто для настройки Режим «Фильм» (так по умолчанию) телевизор очень хорошо справляется с преобразованием чересстрочных видеосигналов в прогрессивное изображение даже при самом замысловатом чередовании полукадров (полей), вывод просто по полям мы видели только в случае мир в движении, то есть для вариантов далеких от типичных. При масштабировании из низких разрешений и даже в случае чересстрочных сигналов и динамичной картинки выполняется частичное сглаживание границ объектов. Функция подавления видеошумов работает очень хорошо, не приводя к артефактам в случае динамического изображения. Есть функция вставки промежуточных кадров (работает и для источников и для видеофайлов). Ее качество хорошее, но бывает и лучше: в большинстве случаев промежуточные кадры рассчитываются правильно с небольшим количеством малозаметных артефактов и с высокой детализацией, однако некоторые объекты в движении очень заметно стробят. Типичное кино смотреть со вставкой кадров можно, но, например, Аватар, где быстро летают на хищниках на фоне гор, смотрится средне, хотя без вставки кадров еще хуже, так как чередование длительности кадров 2:3 делает свое черное дело. Вставка кадров работает для для частот кадров 24, 25 и 30 Гц, для 50 и 60 Гц — нет. Видимо, сама матрица имеет частоту обновления не выше 60 Гц.

При подключении к компьютеру по HDMI вывод изображения в разрешении 3840 на 2160 пикселей мы получили с кадровой частотой вплоть до 60 Гц включительно. В случае сигнала 4К с исходной цветовой четкостью (вывод в режиме RGB или компонентного сигнала с кодированием цвета 4:4:4) и при 60, 59 (59,94?), 30 и 29 (29,97002616?) кадр/с, вывод собственно изображения на экран ТВ осуществляется без снижения цветовой четкости (если для имени источника выбрано значение PC или ПК), но не доступны некоторые настройки изображения, выбор цветового охвата в частности. При таком же разрешении, но при других условиях есть небольшое снижение цветовой четкости по горизонтали и всегда работает динамическая подстройка яркости (видимо, ее можно отключить через сервисное меню, но мы не пробовали).

Под Windows 10 вывод в режиме HDR на данный телевизор возможен при выборе соответствующих опций в настройках дисплея. При разрешении 4К и 60 Гц вывод идет в режиме 8 бит на цвет, дополненных динамическим смешением цветов, видимо, с помощью видеокарты на аппаратном уровне. При 30 Гц — 12 бит на цвет (динамическое расширение до 10 бит выполняется уже самим ТВ):

Воспроизведение тестовых видеороликов с 10-битным цветом и плавными градиентами показало, что заметность переходов между оттенками гораздо ниже, чем при простом 8-битном выводе без HDR. Цвета контента HDR близки к ожидаемым хоть и чуть бледноваты. Максимальная зарегистрированная в тестах яркость в режиме HDR достигла значения 291 кд/м², что практически не отличается от режима SDR.

ТВ-тюнер

Данная модель, помимо спутникового тюнера, оснащена тюнером, принимающим аналоговый и цифровой сигнал эфирного и кабельного вещания. Качество приема цифровых каналов на дециметровую антенну, закрепленную на стене здания (почти прямая видимость в направлении на телевышку в Бутово, расположенную на расстоянии 14 км), было на высоком уровне — удалось найти ТВ-каналы в двух мультиплексах (всего 20, плюс 3 канала радио), третий мультиплекс, видимо, в эти дни не работал.

Отметим, что при настройках по умолчанию качество масштабирования и итоговое качество картинки довольно высокое, даже в случае обычного SD-сигнала. Впрочем, какие-то каналы и/или передачи идут с настолько низким качеством, что даже на этом ТВ они выглядят отвратительно. Особенности российского бесплатного эфира.

Присутствуют списки любимых каналов.

Есть хорошая поддержка электронной программы передач (если она передается) — можно посмотреть, что именно идет на текущем и других каналах, запрограммировать просмотр программы или сериала и т. д.

Список каналов можно записать на USB-носитель и наоборот, загрузить с него. Переключение между каналами происходит за 2,5-3,5 с. Поддерживается Teletext и вывод субтитров в частности.

Микрофотографии матрицы

Выявленные характеристики экрана позволяют предположить, что в данном телевизоре установлена матрица типа *VA. Микрофотографии не противоречат этому:

Субпиксели трех цветов (красного, зеленого и синего) поделены на четыре участка с доменами в различающейся ориентации. Такое устройство в принципе способно обеспечить хорошие углы обзора, чему способствует вариация ориентации ЖК в доменах. Отметим, что никакого «кристаллического эффекта» (микроскопической вариации яркости и оттенка) в явном виде нет.

Измерение яркостных характеристик и энергопотребления

Измерения яркости проводились в 25 точках экрана, расположенных с шагом 1/6 от ширины и высоты экрана (границы экрана не включены), в режиме при подключении к ПК с частотой обновления 60 Гц. В этом режиме не работает динамическая регулировка яркости подсветки. Контрастность вычислялась как отношение яркости белого и черного поля в измеряемых точках.

Параметр	Среднее	Отклонение от среднего
		мин., %	макс., %
Яркость черного поля	0,06 кд/м²	−14	19
Яркость белого поля	258 кд/м²	−18	14
Контрастность	4200:1	−13	10

Аппаратные измерения показали, что контрастность даже для этого типа матриц довольно высокая. Равномерность белого поля, черного, и, как следствие, контрастности средняя. На черном поле можно заметить незначительную вариацию засветки по площади экрана:

Но по факту из-за высокой контрастности на это обращаешь внимание только при выводе черного поля во весь экран в полной темноте и после адаптации глаз, на реальных изображениях и в домашней обстановке неравномерность засветки черного увидеть практически невозможно.

Есть функция динамической регулировки яркости подсветки. При ее включении яркость быстро снижается на темных изображениях и на черном поле во весь экран подсветка отключается совсем. При смене темных изображений на светлые яркость подсветки быстро повышается. Особой пользы от этой функции нет, так как контрастность и так высокая, а вот постоянная смена яркости очень раздражает. Впрочем, в режиме подключения к ПК от этого можно избавиться. График ниже показывает, как меняется яркость (вертикальная ось) при переключении с черного поля на белое при включенной и выключенной функции динамической регулировки яркости подсветки:

В таблице ниже приведена яркость белого поля во весь экран при замере в центре экрана и потребляемая мощность (нет подключенных USB-устройств, звук выключен, активен Wi-Fi, значения настроек обеспечивают максимальную яркость):

Значение настройки Яркость	Яркость, кд/м²	Потребление электроэнергии, Вт
50	294	101
25	126	56,9
0	12,6	32,2
50, режим Четкое изображение LED	75,4	45,4

В режиме ожидания ненастроенный ТВ потребляет порядка 0,2 Вт, а после настройки (подключение к Wi-Fi, к плееру по HDMI и т. д.) — порядка 1 Вт. Из режима ожидания включается телевизор примерно за 5,5 с.

На максимальной яркости изображение не будет казаться блеклым в освещенном помещении, тогда как в полной темноте можно установить комфортный уровень яркости. Работают автоматическая подстройка яркости подсветки под уровень освещенности в помещении (см. таблицу ниже), а также функция энергосбережения, просто ограничивающая максимальную яркость.

Режим	Яркость, кд/м²
	Офис, 550 лк	Темнота
Мин. подсветка = 0	294	40
Мин. подсветка = 18	294	140

В случае Мин. подсветка = 0 работу функции автоматической подстройки яркости стоит считать более-менее адекватной.

Управление яркостью свечения подсветки осуществляется с помощью ШИМ с частотой 100 ГЦ (при 50 Гц частоты обновления) или 120 Гц (при 60/24 Гц частоты обновления). Ниже приведена зависимость яркости от времени, числа — это значения настройки Яркость (частота обновления 60 Гц):

При 100 или 120 Гц на средней и низкой яркости подсветки мерцание видно на некоторых типах изображений при быстром движении глаз, также оно выявляется в простейшем тесте на стробоскопический эффект.

Есть функция, повышающая четкость объектов в движении — см. график ниже. Достигается это за счет модуляции яркости подсветки с основной частотой 60 Гц, яркость изображения при этом существенно снижается, а мерцание уже отчетливо видно, и оно очень утомляет, поэтому практической пользы этот режим не имеет.

Нагрев телевизора спереди можно оценить по приведенному снимку с ИК-камеры, полученному после долговременной работы на максимальной яркости в помещении с температурой примерно 24 °C:

По всей видимости, в данном телевизоре используется не краевая, а задняя подсветка, неподеленная на независимо управляемые зоны.

Определение времени отклика и задержки вывода

Время отклика при переходе черный-белый-черный равно 21 мс (15 мс вкл. + 6 мс выкл.). Среднее время отклика переходов между полутонами (от оттенка к оттенку и обратно) составляет 17 мс. Выраженного «разгона» матрицы нет. В целом, с нашей точки зрения, такой скорости матрицы вполне достаточно даже для игры в динамичные игры.

Мы определяли полную задержку вывода от переключения страниц видеобуфера до начала вывода изображения на экран. Она зависит от кадровой частоты и от того, включен ли игровой режим (подключение к ПК):

Кадровая частота, Гц	Игровой режим	Задержка вывода, мс
50	выключен	28
50	включен	25
60	выключен	20
60	включен	12

Видно, что включение игрового режима заметно уменьшает задержку. В принципе, при 60 Гц и включенном игровом режиме задержка вывода уже достаточно низка, чтобы можно было играть в динамичные игры без особого дискомфорта.

Оценка качества цветопередачи

Для оценки характера роста яркости мы измерили яркость 256 оттенков серого (от 0, 0, 0 до 255, 255, 255) при подключении к ПК в режиме RGB при 3840×2160 и 60 Гц, параметр Гамма в настройках ТВ — BT.1886 = 0, Контраст = 50. График ниже показывает прирост (не абсолютное значение!) яркости между соседними полутонами:

Рост прироста яркости более-менее равномерный, и каждый следующий оттенок значимо ярче предыдущего, даже в самой темной области:

Аппроксимация полученной гамма-кривой дала показатель 2,20, что равно стандартному значению 2,2. При этом реальная гамма-кривая мало отклоняется от аппроксимирующей степенной функции:

Игрокам может пригодиться функция, регулирующая видимость деталей в тенях, с названием Детали теней. Ниже показано как меняется гамма-кривая при крайнем значении этой настройки:

И фрагмент в тенях:

Видно, что уровень черного возрастает, а в светах появляется небольшой завал, что не очень хорошо, но различимость деталей в тенях явно улучшается.

Для оценки качества цветопередачи мы использовали спектрофотометр i1Pro 2 и комплект программ Argyll CMS (1.5.0).

Цветовой охват немного меняется в зависимости от выбранного профиля для настройки цветового охвата. В случае профиля Авто и обычного (SDR) источника охват близок к границам цветового пространства sRGB:

При выборе профиля Исходный (когда это доступно) охват несущественно увеличивается:

Но при этом увеличивается цветовой контраст, что приводит с снижению детализации в насыщенных участках изображения. Впрочем, в режиме подключения к ПК увеличения цветового контраста не наблюдается.

Ниже приведен спектр для белого поля (белая линия), наложенный на спектры красного, зеленого и синего полей (линии соответствующих цветов) для профиля Исходный:

Такой спектр с относительно узким пиком синего и с широкими горбами зеленого и красного цветов характерен для мониторов, в которых используется белая светодиодная подсветка с синим излучателем и желтым люминофором. В случае режима с цветовым пространством sRGB программное перекрестное подмешивание первичных цветов друг к другу чуть-чуть увеличивается.

Графики ниже показывают цветовую температуру на различных участках шкалы серого и отклонение от спектра абсолютно черного тела (параметр ΔE) при выборе варианта Теплый2 для настройки Оттенок и после коррекции цветового баланса настройками усиления трех основных цветов также в случае варианта Теплый2 (значения −19, −8 и 0 для усиления красного, зеленого и синего цветов):

Самый близкий к черному диапазон можно не учитывать, так как в нем цветопередача не так важна, а погрешность измерения цветовых характеристик высокая. Ручная коррекция на белом поле снизила ΔE и приблизила цветовую температуру к стандартным 6500 К, но особой надобности в такой коррекции нет, так как уже просто при выборе профиля Теплый2 цветовой баланс для бытового устройства достаточно хороший.

Измерение углов обзора

Чтобы выяснить, как меняется яркость экрана при отклонении от перпендикуляра к экрану, мы провели серию измерений яркости черного, белого и оттенков серого в центре экрана в широком диапазоне углов, отклоняя ось датчика в вертикальном, горизонтальном и диагональном направлениях.

Уменьшение яркости на 50% от максимального значения:

Направление	Угол, градусы
Вертикальное	−33/33
Горизонтальное	−41/39
Диагональное	−37/37

Отметим плавное, но все же относительно быстрое уменьшение яркости при отклонении от перпендикуляра к экрану в вертикальном направлении. В горизонтальном направлении снижение яркости не такое быстрое, а в диагональном — промежуточный вариант. Под очень большими углами графики яркости некоторых полутонов пересекаются, то есть яркость оттенков инвертируется, но в реальной ситуации этого видно не будет. Яркость черного поля при отклонении от перпендикуляра к экрану возрастает, но всего до примерно 0,28% максимум от максимальной яркости белого поля. Это хороший результат. Контрастность в диапазоне углов ±82° не опускается ниже отметки 10:1.

Для количественной характеристики изменения цветопередачи мы провели колориметрические измерения для белого, серого (127, 127, 127), красного, зеленого и синего, а также светло-красного, светло-зеленого и светло-синего полей во весь экран с использованием установки, подобной той, что применялась в предыдущем тесте. Измерения проводились в диапазоне углов от 0° (датчик направлен перпендикулярно к экрану) до 80° с шагом в 5°. Полученные значения интенсивностей были пересчитаны в отклонение ΔE относительно замера каждого поля при перпендикулярном положении датчика относительно экрана. Результаты представлены ниже:

В качестве реперной точки можно выбрать отклонение в 45°. Критерием сохранения правильности цветов можно считать значение ΔE меньше 3. Из графиков следует, что при взгляде под углом основные цвета меняются несильно, но полутона изменяются существенно, что ожидаемо для матрицы типа *VA и является ее основным недостатком.

Выводы

По совокупности характеристик Samsung UE43TU7100UXRU является типичным представителем современных недорогих «умных» телевизоров с разрешением 4К: массовое использование пластика в элементах конструкции, простая подставка в виде двух ножек, ничем не примечательный ИК-пульт ДУ, номинальная поддержка HDR с невысокой максимальной яркостью и нешироким цветовым охватом и проблемы с выводом правильных 24 кадр/с. Однако есть приятные особенности: современный дизайн с условно безрамочным экраном, быстрый Wi-Fi и весьма неплохая для этого класса встроенная акустическая система. К неожиданным странностям отнесем шахматный принцип формирования полутонов при использовании встроенного плеера и всего один порт USB. Однако качество картинки весьма высокое, а в случае изображения от внешнего источника с выводом полутонов все в порядке. Игроки оценят невысокие значения времен отклика и задержки вывода. Помимо игр и просмотра кино и телепередач этот телевизор можно использовать в качестве большого монитора для работы за ПК, так как на максимальной яркости (она не чрезмерно высокая) мерцания нет, а вывод в режиме 60 кадр/с может быть 1:1 по пикселям и без потери яркостной и цветовой четкости.

Оценка качества изображения — обзор

4 Экспериментальные результаты

Качественные характеристики 7 методов повышающей дискретизации оцениваются с использованием 10 тестовых карт глубины из набора стереоданных Миддлбери [21]. Тестовые изображения RGB и соответствующие карты глубины показаны на рисунке 2. Для получения карт глубины с низким разрешением исходные данные сначала подвергаются субдискретизации до более низкого разрешения, а затем карты глубины с высоким разрешением строятся с использованием семи методов повышения разрешения (рисунок 3). ).

Рисунок 2.(а) Тестовая RGB и (б) карты глубины, предоставленные Миддлбери.

Рис. 3. Карты глубин алоэ (a) и bowling (b), полученные с помощью BLU, BCU, BU, DTBU, JBF, ABU и VBU в порядке сканирования.

В таблице 1 представлены средние субъективные оценки качества каждого метода повышающей дискретизации, а в таблице 2 показаны средние баллы различных объективных показателей качества на картах глубины с повышенной дискретизацией. Результаты получены путем усреднения оценок качества коллекции из 10 изображений.Поскольку артефакты повышающей дискретизации важны на краях, также вычисляются PSNR края (E-PSNR) и PSNR без края (NE-PSNR).

Таблица 1. Средние субъективные данные измерений карт глубины с повышенной дискретизацией

	BLU	BCU	BU	JBU	VBU	ABU	DTBU
MOS41	3.76 3,64	3,89	3,84	4,03	3.46	3,99

Таблица 2. Средние объективные данные измерений карт глубины с повышенной дискретизацией (единицы PSNR: дБ)

Карта глубины	BLU	BCU	BU	JBU	VBU	ABU	DTBU
PSNR	35,85	35,71	35,64	34,15	35,64	33,16	34,86
E-PSNR	23.68	23,55	23,66	22,82	23,38	20,97	22,93
NE-PSNR	38,07	37,94	37,78	37,50	37,93		35,43	Резкость	39,5	42,2	49,51	49,09	31,92	88,31	68,14
Размытие	8,48	11.38	10,29	10,87	10,51	9,00	9,89
SSIM	0,976	0,955	0,975	0,956	0,971	0,962	0,972
	VIF	0,539	0,424	0,422	0,478	0,398	0,438
BIQI	57,8	66,34	63.11	32,81	41,94	29,15	72
NIQE	15,95	13,11	13,94	11,82	12,47	13,41	13,82
13,82

восприятие 9000 методы, приведенные в таблице 1, основаны на трехмерном визуальном дискомфорте.

Показатели качества карт глубины с повышенной дискретизацией, полученные из каждой метрики IQA, рассматриваются как группа из семи образцов. Все значения нормализованы путем масштабирования от 0 до 1, и сходство распределения выборок в каждой группе IQA сравнивается с группой выборок субъективной оценки с использованием коэффициентов корреляции Пирсона, Спирмена и Кендалла.В таблице 3 показаны результаты корреляции.

Таблица 3. Коэффициенты корреляции Пирсона, Спирмена и Кендалла между субъективными и объективными измерениями

	PSNR	E-PSNR	NE-PSNR	Резкость	Метрика размытия	SSIM	VIF BIQI	NIQE
Pearson	0,528	0,608	0,554	— 0,522	0.273	0,505	0,019	— 0,34	0,132
Спирмен	0,035	0,142	0,035	— 0,321	0,142	0,357	0,107	— 0,321	0,10
Кендалл	0,047	0,142	0,047	— 0,142	0,047	0,142	0,142	— 0,238	0,142

Перед оценкой силы корреляции с использованием различных коэффициентов корреляции Стоит отметить, что коэффициент корреляции Пирсона учитывает как количество, так и степень согласований и несоответствий, тогда как коэффициент корреляции тау Кендалла показывает только количество согласований и несоответствий.Корреляция Спирмена находится между корреляцией Пирсона и Кендалла, что отражает степень соответствия и несоответствия на шкале рангов. Недостатком Пирсона является чувствительность к выбросам (наблюдение, которое численно отличается от остальных данных). В этом случае Спирмен и Кендалл менее чувствительны к выбросам и предпочтительнее.

Согласно Таблице 3, PSNR на границе показывает более высокое значение корреляции по сравнению с обычным PSNR и неребцовым PSNR. Кроме того, коэффициент Пирсона намного выше, чем результат Спирмена, который указывает на нелинейное распределение.В этом случае результаты Спирмена и Кендалла более надежны.

Степень резкости и показатель размытия показывают отрицательные и положительные значения корреляции соответственно. Эти два результата подтверждают тот факт, что изображение с высокой пространственной частотой (более резкое) вызывает гораздо более заметный визуальный дискомфорт, чем изображение с низкой частотой [22].

SSIM использует параметры яркости, контрастности и структуры для измерения качества. Подобно PSNR, коэффициент Пирсона выше, чем два других коэффициента корреляции в этой метрике.SSIM имеет наивысшее значение Спирмена среди других показателей. Таким образом, это наиболее близкий показатель к зрительному утомлению в случае заказа образцов.

Результаты VIF основаны на NSS, HVS и модели искажения изображения (канала) в вейвлет-области и показывают положительную, но низкую корреляцию со зрительным утомлением.

BIQI и NIQE — это две метрики NR IQA, которые, как ожидается, покажут более низкую корреляцию по сравнению с метриками FR IQA. JPEG, JPEG2000, белый шум, размытие по Гауссу и быстрое замирание — это пять искажений, которые учитываются в методе BIQI для измерения качества.Как и отрицательные результаты по степени резкости, BIQI не коррелирует с субъективными результатами.

Метрика NIQE обеспечивает положительную корреляцию с использованием коэффициента Пирсона. Кроме того, результаты корреляции Спирмена и Кендалла можно сравнить с некоторыми результатами, полученными с помощью методов FR IQA. Результаты NIQE близки к VIF, поэтому можно сделать вывод, что NIQE является приемлемым инструментом оценки качества, когда нет доступа к эталонному изображению. На рисунке 4 показаны значения корреляции для различных показателей качества в режиме столбчатой ​​диаграммы.

Рис. 4. Столбчатая диаграмма корреляции между показателями качества изображения и субъективной оценкой в ​​порядке убывания с использованием Пирсона, Спирмена и Кендалла.

Как вы оцениваете качество изображения?

Добро пожаловать в нашу серию вводных уроков по обработке изображений! В ходе подготовки вы уже сделали предварительный выбор камер и теперь хотите сравнить качество изображения соответствующих моделей. Вы хотите получать четкие, высококонтрастные, детализированные, яркие изображения и, в частности, с низким уровнем шума.Есть несколько способов точно сравнить эти свойства.

Состав:

1 Сравнение изображений: качество с первого взгляда

2 Улучшить изображение с помощью цифрового усиления?
2.1 Шум изображения и SNR
2.2 Свет и шум

3 Оценка качества изображения (на примере использования ImageJ)

4 Оценка качества изображения различных камер
4.1 Как создать сопоставимые условия в обоих случаях?
4.2 Два подхода

5 Дополнительные факторы
5.1 Количество света
5.2 Размер сенсора, количество пикселей и размер пикселя
5.3 Динамика
5.4 Разрешение
5.5 Контрастность и резкость
5.6 Ошибка цвета

6 Резюме и перспектива

1. Сравнение изображений: качество с первого взгляда

Какое у вас первое впечатление?

Левое изображение яркое, резкое и высококонтрастное, а правое — темное и несколько размытое. Результат, казалось бы, очевиден: левое изображение лучше.Или стоит присмотреться? Мы хотим более точно проанализировать изображения, чтобы узнать, проходит ли наше первое впечатление объективную проверку.

2. Улучшить изображение с помощью цифрового усиления?

Яркость изображения можно изменять с помощью цифрового усиления. При поверхностном взгляде на первый взгляд более яркие изображения по большей части кажутся более приятными, чем темные. Цифровое усиление — это функция вашей камеры, определяющая коэффициент, на который умножаются значения серого в пикселях. Так, например, все оттенки серого изображения можно сделать вдвойне яркими, установив цифровое усиление 6 дБ (коэффициент 2).То есть вы можете произвольно осветлить каждое изображение.

Однако с яркостью неразрывно связан шум изображения. По мере увеличения яркости в той же степени увеличивается и шум. Поскольку то, что не может быть изменено при увеличении яркости с помощью цифрового усиления, — это отношение сигнал / шум (SNR) и, следовательно, индивидуальные свойства изображения.

2.1 Шум изображения и SNR

Как возникает шум и как он влияет на качество изображения?

Идеальный датчик камеры преобразует определенное количество света в точно предсказуемое количество электрических сигналов.К сожалению, этих идеальных датчиков не существует, поскольку каждая обработка сигнала сопровождается флуктуациями сигнала, то есть шумом. Важный для нашего рассмотрения шум электронного оборудования не зависит от излучаемого количества света. Поэтому он уже присутствует в темноте и по этой причине называется темным шумом. Темновой шум зависит от установленного датчика и электроники камеры, а также от температуры компонентов и других факторов внешних помех. Если сигнал идет с шумом, его можно уменьшить с помощью программного обеспечения, но это требует больших вычислительных ресурсов и вряд ли возможно при высокой частоте кадров.Поэтому постарайтесь с самого начала не допускать шума. Вы можете, например:

• используйте высококачественные датчики и электронные компоненты в своей камере;

• акцент на хорошей электронной архитектуре в сборке камеры;

• поддерживать низкую температуру датчика и других аналоговых компонентов камеры; и

• примите меры для предотвращения мешающего влияния окружающего шума на сигнал (например, используйте экранированные кабели).

Шум самого света — вторая причина шума. Из-за статистических колебаний количество фотонов, падающих на определенную поверхность за определенное время, изменяется на квадратный корень из количества фотонов. Эта дисперсия называется световым шумом или дробовым фотонным шумом. Используя квантовую эффективность датчика, этот шум может передаваться на шум электронов, создаваемый датчиком. Число электронов здесь также колеблется n _e- (то есть сигнал датчика) как квадратный корень из числа электронов √n _e- .

Отношение сигнал / шум (SNR) измеряет соотношение между сигналом и шумом. SNR выражается либо как отношение (например, 20 к 1), либо в децибелах (дБ).

Как описано выше, цифровое усиление камеры влияет на сигнал значения серого, но в равных пропорциях также и на шум изображения. Однако на SNR это никак не влияет.

=> Резюме: Ни шум, ни яркость изображения не являются выразительным критерием качества изображения.Единственным решающим свойством является отношение обоих факторов друг к другу, то есть отношение сигнал / шум. Используя цифровое усиление, ничего нельзя изменить на SNR.

2,2 Свет и шум

Количество света находится в тесной взаимосвязи с шумом изображения. Если доступно много света, важно, чтобы пиксель обрабатывал максимально возможное количество фотонов, то есть можно было сохранить большое количество электронов (высокая способность насыщения). Однако, если доступно мало света, пиксель должен иметь возможность собирать как можно больше фотонов, то есть иметь большую поверхность пикселя и эффективно преобразовывать фотоны в электроны (высокая квантовая эффективность).Чем меньше света доступно, тем важнее становится низкий уровень темнового шума.

Сценарий 1: Снимки с большим количеством света (эффект насыщенности и темного шума):

В условиях съемки с большим количеством света темный шум играет второстепенную роль. Даже когда темновой шум удваивается, как в этом примере, отношение сигнал / шум уменьшается всего лишь на 3%. Однако, если количество хранимых электронов уменьшается вдвое (например, из-за более низкой емкости насыщения), отношение сигнал / шум уменьшается на 31%!

Сценарий 2: Снимки при очень слабом освещении (эффект темного шума):

Если при фотосъемке доступно очень мало света, темный шум имеет большой вес.Как и в этом примере, отношение сигнал / шум ухудшается примерно на 30%, когда темновой шум увеличивается вдвое! Однако насыщающая способность не имеет значения в условиях низкой освещенности, поскольку количество генерируемых электронов намного ниже насыщающей способности.

_{Ось y показывает отношение сигнал / шум в децибелах, битах и ​​абсолютных числах. Фактический сигнал соответствует значению на оси x, представляющему количество поглощенных фотонов. Емкость насыщения дает количество электронов, которое один отдельный пиксель может поглотить, пока не станет полностью насыщенным.}

=> Резюме: Когда много света, высокая насыщенность пикселя полезна, а темный шум играет второстепенную роль. Однако в условиях низкой освещенности насыщающая способность не важна, в то время как влияние темнового шума возрастает.

3. Оценка качества изображения (на примере использования ImageJ)

Как вы оцениваете качество изображения в контексте машинного зрения? Практическая возможность — использование инструмента анализа изображений, такого как ImageJ.Этот инструмент является свободно доступной программой, с помощью которой вы можете отображать, редактировать и анализировать изображения. Он, например, регулирует контраст, изменяет яркость изображения и отображает значение серого пикселя в виде гистограммы.

_{Панель инструментов ImageJ}

Чтобы иметь возможность оценить качество изображения двух камер или разных датчиков, изображения сначала должны быть получены в идентичных условиях. Они загружаются в ImageJ.

Затем вы находите на изображении максимально однородную область и помещаете в нее прямоугольник выделения с помощью ImageJ.

Затем вы генерируете гистограмму участка изображения с помощью комбинации клавиш Ctrl + H.

Проследите, чтобы при выборе раздела изображения среднее значение серого в прямоугольнике (называемое «средним» в ImageJ) было близко к насыщенности (> 200), но ни один пиксель не был насыщен одновременно (макс <255).

Таким образом, сигнал для нашего расчета SNR является средним значением. По-прежнему необходимо вычесть из этого среднее значение без сигнала, то есть с затемненной линзой, чтобы компенсировать возможные эффекты смещения.Это значение обычно должно быть очень близко к нулю, чтобы его также можно было не учитывать, когда это применимо. Шум в нашем прямоугольнике соответствует стандартному отклонению — StdDev.)

В этом случае левое изображение имеет результирующее ОСШ:

А для правого изображения:

Правое изображение, т. Е. Имеет отношение сигнал / шум более чем в 2 раза.

Этот пример показывает, как можно оценить качество изображения с помощью простых инструментов. Однако вы должны следить за тем, чтобы изображения создавались в сопоставимых условиях.Этот пункт будет рассмотрен более подробно в следующем разделе.

4. Оценка качества изображения различных камер

После этого объяснения критериев, которые играют роль в оценке изображений, в следующем разделе описывается лучший способ создания этих изображений.

4.1 Как создать сопоставимые условия в обоих случаях?

Совершенно похожие условия могут быть созданы, если сенсоры обеих камер имеют одинаковый размер. Следующие условия должны быть одинаковыми для обеих камер:

• Рассматриваемый объект

• Расстояние между камерой и объектом

Однако, если датчики обеих камер имеют разный размер, обязательно должно измениться расстояние между объектом и камерой, объективом или частью изображения.

4.2 Два подхода

Что вы измените, а что оставите прежним, зависит от того, что вы хотите сравнить. Здесь есть две возможности:

1. Следует как можно более объективно сравнивать две камеры или сенсора в идентичных условиях.

или:

2. Две камеры следует сравнить в условиях, поскольку они также используются позже в системе.

Если, как описано в пункте 1, две камеры сравниваются друг с другом, то допускается гибкость в отношении расстояния или участка изображения, поскольку освещение объекта не изменяется, если расстояние становится больше или меньше, или только определенный участок изображения. проверено.Детали на изображении могут казаться больше или меньше в зависимости от расстояния, с которого вы на них смотрите, но это не меняет решающего отношения сигнал / шум.

Если мы последуем второму подходу и хотим сравнить в реальных условиях (то есть в тех же условиях, что и в приложении), расстояние и раздел изображения по большей части фиксированы. Следовательно, необходимо изменить объектив. Наконец, мы также больше не сравниваем только камеры (или датчики), а, скорее, общую систему «камера плюс объектив».

В идеале для сравнения используйте объектив, который вы хотели бы использовать позже.

5. Дополнительные факторы

5.1 Количество света

Если мы сравним камеры с такой же сенсорной технологией и размером, количество света (то есть количество фотонов, которые попадают на поверхность сенсора, как только затвор открывается и преобразуются там в электроны, то есть в оптические сигналы) можно легко сравнить, убедившись, что используется тот же источник света.Это позволяет гарантировать, что изображения при съемке сопоставимы по освещению. Создайте условия освещения, которые также преобладают в дальнейшем в вашем приложении.

5.2 Размер сенсора, количество пикселей и размер пикселя

Датчик — это сердце и, следовательно, самый дорогой компонент камеры. Однако его размер, конечно, не только вопрос цены, но и решающий фактор для количества света, которое он может обработать. Современные промышленные камеры предлагают выбор различных форматов:

Размер сенсора — важный фактор для качества изображения.Проще говоря, чем больше размер сенсора, тем выше качество изображения. Однако тот факт, что важен не только размер сенсора, но и количество пикселей, а следовательно, и размер пикселей, является ограничивающим фактором.

Количество пикселей измеряется в мегапикселях (МП) и указывает, сколько пикселей находится на поверхности сенсора. Чем выше номер MP, тем выше разрешение. Часто цитируемое правило о том, что чем больше количество мегапикселей, тем лучше получаемые изображения, является правильным только в ограниченной степени.Если на поверхности сенсора слишком много пикселей, это приводит к более высокому шуму, что, в свою очередь, отрицательно сказывается на качестве изображения.

Размер пикселя является решающим фактором в том, сколько света может собрать пиксель. Пиксель 5 мкм, то есть квадратный пиксель с длиной края 5 мкм, имеет в четыре раза больше поверхности, чем пиксель 2,5 мкм. Он также собирает в четыре раза больше света и, следовательно, имеет очевидные преимущества в условиях плохой освещенности.

Сегодня пиксели размером от 3,5 до 6 мкм обеспечивают такой же результат, как раньше требовались 10 мкм пиксели: хороший компромисс между светочувствительностью и высоким разрешением.Датчики с высоким разрешением и оптимальным качеством имеют размер пикселя от 2,2 мкм до 1,4 мкм. Они предлагают высокое разрешение, но низкую светочувствительность из-за их небольшой поверхности.

Кстати, это касается и цифровых фотоаппаратов на потребительском рынке. Сравните однообъективную зеркальную камеру (SLR) с компактной камерой: SLR обеспечивает значительно лучшее качество в условиях низкой освещенности, поскольку они оснащены более крупным сенсором и, следовательно, могут поглощать гораздо больше света. Компактные камеры хороши, когда есть достаточно света, например, солнечного света.Как только вы используете их в помещении в условиях ограниченного освещения, они быстро активируют вспышку, чтобы уловить достаточный свет.

5,3 Динамика

Динамический диапазон камеры описывает соотношение между самым сильным и самым слабым сигналом, которое может быть идентифицировано поверх шума на изображении. Он немедленно влияет на качество изображения, определяя количество возможных значений серого в изображении.

Что важно, так это динамический диапазон камеры в условиях переменного освещения.Большой динамический диапазон делает различимыми детали в сценах с яркими и темными участками. Это, например, часто имеет место в приложениях камеры в системе дорожного движения. Фотографии здесь используются, в том числе, как доказательства нарушений ПДД. На таких фотографиях часто изображается номерной знак транспортного средства, а также водитель. В зависимости от используемого освещения номерной знак сильно отражается, но пространство вокруг водителя кажется темным. Чтобы все важные детали оставались различимыми, несмотря на эту разницу яркости, камера должна иметь максимально возможный динамический диапазон.В этой связи можно было бы говорить о хорошем качестве изображения, если бы детали в светлой и темной области изображения легко и четко определялись.

5,4 Разрешение

Когда вы читаете спецификацию «4 мегапикселя» в техническом паспорте камеры, на самом деле здесь имеется в виду количество пикселей на поверхности сенсора. Однако фактическое разрешение зависит от комбинации камеры, объектива и расстояния до объекта. Таким образом, количество пикселей (4 МП) используется только для справки, какое разрешение камера может обеспечить с объективом, оптимально подходящим для датчика, и оптимальной геометрией для объекта.В части 1 нашей серии официальных документов «Основы обработки изображений» вы найдете подробное объяснение того, на что следует обращать внимание с точки зрения разрешения, чтобы получить максимально возможное качество изображения на снимках с помощью вашей системы камеры.

5.5 Контрастность и резкость

Оптически воспринимаемые различия между светлыми и темными участками изображения составляют контраст. Диапазон контрастности изображения высокий, если на нем видны как очень светлые, так и очень темные области.

_{Контрастность — это количество разрешенных деталей, которые обрабатываются в датчике. Чем лучше вы сможете определить переход от темных полос к ярким, тем выше будет контраст и четче изображение.}

5.6 Ошибка цвета

Еще одним критерием качества изображения является качество цветного отображения. Здесь могут появиться различия между изображением с камеры и оригиналом. Если, например, в изображении отсутствует зеленый компонент, оно становится пурпурным.Эта разница в цвете между оригиналом и изображением с камеры является мерой цветовой погрешности. Следует отметить, что человеческий глаз воспринимает цвета иначе, чем датчик машинного зрения. Глаз явно более чувствителен в зеленом диапазоне, чем датчик камеры.

_{С чисто физической точки зрения, цветные впечатления возникают из-за электромагнитных волн с длинами волн от 380 до 780 нм. Однако восприятие цвета людьми создается мозгом и человеческим глазом и поэтому всегда субъективно.}

Чтобы адаптировать цветной дисплей камеры к восприятию глаз и реалистично отображать их, камера должна выполнять цветокоррекцию. Требуемая цветокоррекция зависит от существующего освещения. Basler использует программный инструмент для точной калибровки камеры под этот свет. Чтобы получить дополнительную информацию об этом инструменте калибровки цвета Basler, служба поддержки клиентов Basler готова ответить на ваши вопросы.

Дополнительную информацию о цвете, цветовом пространстве, цветовых системах и исправлении цветовых ошибок можно найти в нашем техническом документе «Калибровка цвета камер Basler».

6. Резюме и перспектива

Мы исследовали основные принципы, которые играют роль в оценке качества изображения. Конечно, есть и другие инструменты и средства обработки изображений для дальнейшей оптимизации качества съемки. В рамках нашей серии «Обработка изображений для начинающих» вы скоро найдете подробный обзор того, какое значение имеет выбор подходящего объектива для вашей системы камеры и как вы можете использовать различные функции камеры в своих интересах.Будьте на связи!

Обеспечение качества рентгеновского изображения — StatPearls

Определение / Введение

Качество изображения можно определить как атрибут изображения, который влияет на уверенность врача в визуальном восприятии соответствующих диагностических характеристик изображения. [1] [2] Обеспечение качества или улучшение качества определяется как активные действия по повышению качества ухода и услуг и рентабельному удалению отходов. В этой статье мы обсудим фундаментальные концепции обеспечения качества цифровых рентгенографических изображений.Наиболее распространенными цифровыми радиографическими детекторами являются компьютерная рентгенография (CR) и цифровая рентгенография (DR). Важные компоненты качества рентгенографического изображения включают контраст, динамический диапазон, пространственное разрешение, шум и артефакты. [3] Кратко обсудим эти компоненты.

• Контраст: Радиографический контраст — это небольшая разница в сигнале или яркости между интересующей структурой и ее окружением. [3] Контраст создается за счет дифференциального ослабления рентгеновских лучей разными тканями.Рентгенологический контраст прямо пропорционален атомному номеру, плотности и толщине ткани. Например, ослабление рентгеновских лучей меньше всего в воздухе и выше в кости и между ними в мягких тканях. В цифровой рентгенографии контраст можно регулировать с помощью методов постобработки изображений, при которых значения пикселей меняются для обеспечения ожидаемого диапазона контрастности в зависимости от конкретных клинических требований [3].
• Динамический диапазон: динамический диапазон — это диапазон различной интенсивности рентгеновского излучения, который может быть отображен детектором.[3] Радиографические детекторы, обеспечивающие хороший контраст в широком динамическом диапазоне, необходимы для получения высококачественных цифровых рентгенограмм. Детекторы с широким динамическим диапазоном будут показывать на изображении очень низкие или очень высокие значения экспозиции, и зрители могут просматривать диапазон различной видимой интенсивности. Хотя изображения в узких широтах демонстрируют больший видимый контраст, при экстремальной интенсивности экспозиции будут казаться слишком белыми или слишком черными без заметного контраста.
• Пространственное разрешение: Пространственное разрешение — это способность системы визуализации различать соседние структуры отдельно друг от друга.Для получения субъективного измерения пространственного разрешения в единицах пар линий на миллиметр можно визуализировать полосу, содержащую чередующиеся радиоплотные полосы и рентгенопрозрачные пространства одинаковой ширины. Функция передачи модуляции (ФПМ) — это объективное измерение пространственного разрешения, полученного путем измерения передачи амплитуды сигнала различных пространственных частот от объекта к изображению [3]. MTF — лучший способ измерить пространственное разрешение. Факторы, влияющие на пространственное разрешение, включают увеличение, размер фокусного пятна рентгеновского излучения, разрешение детектора, движение пациента и обработку изображений.Ограничение пространственного разрешения системы 2,5 мм или выше необходимо для цифровых рентгенограмм. [3] В системе CR рассеяние лазерного луча во время считывания изображения является основным фактором, ограничивающим пространственное разрешение. В системах DR наиболее важными факторами пространственного разрешения являются разброс световых фотонов при преобразовании фотонов рентгеновского излучения в свет и размер детекторного элемента (del). [3]
• Шум: Радиографический шум — это случайные или структурированные вариации внутри изображения, которые не соответствуют вариациям ослабления рентгеновских лучей объекта.Спектр мощности шума — лучший показатель шума, который измеряет пространственно-частотный состав шума. [3] Квантовый шум в первую очередь отвечает за шум изображения, а количество квантов рентгеновского излучения, используемых для формирования изображения, определяет квантовый шум. Контроль факторов воздействия — лучший способ уменьшить квантовый шум.
• Отношение сигнал / шум (SNR). Отношение сигнал / шум — важный показатель, объединяющий эффекты контрастности, разрешения и шума. Чем выше сигнал и ниже шум, тем лучше качество изображения.Изображения с высоким SNR позволяют распознавать более мелкие и менее контрастные структуры. Детективная квантовая эффективность (DQE) — лучший показатель эффективности передачи отношения сигнал / шум (SNR) системы визуализации. [3] Способность обнаружения человека улучшается с более высоким SNR. [2] Требуемая лучевая нагрузка обратно пропорциональна DQE. [3]

• Артефакты: Артефакты способствуют низкому качеству изображения из-за факторов, помимо низкого разрешения, шума и отношения сигнал / шум. К ним относятся неравное увеличение, неоднородное изображение из-за проблем с детектором, неисправные элементы детектора, наложение спектров и неправильное использование сеток.

Проблемы, вызывающие озабоченность

Факторы, влияющие на качество изображения.

• Энергия луча и кВпик-энергия рентгеновского луча — это энергетический спектр, используемый при формировании изображения. Оно прямо пропорционально атомному номеру анодной мишени, пиковому киловольтному напряжению (кВп) генератора рентгеновского излучения и степени фильтрации в пучке. [3] [4] Лучи с более высокой энергией вызывают большее проникновение рентгеновских лучей, меньшую степень ослабления тканями и большее рассеивание излучения. [5] Это приводит к более низкому контрасту и более низкой дозе.И наоборот, лучи с более низкой энергией вызывают более высокий контраст и требуют более высокой дозы, поскольку для проникновения в ткани тела и формирования изображения потребуется больше фотонов. Для визуализации определенных частей тела выбирается соответствующая энергия, чтобы оптимизировать контраст и дозу.
• Произведение тока трубки на время экспозиции (мАс) — Ток трубки определяет общее количество фотонов, падающих на пациента для формирования изображения. мАс — это произведение тока трубки в миллиамперах и времени экспозиции в секундах. Между мА и дозой пациента существует линейная зависимость.Увеличение мАс приводит к увеличению дозы облучения пациента и снижению шума. Для данного исследования следует выбрать соответствующие мА, чтобы оптимизировать баланс между шумом и дозой в зависимости от клинической необходимости. Время экспозиции может повлиять на пространственное разрешение, так как длительное время экспозиции может увеличить вероятность движения пациента, что приведет к размытию изображения. [5]

• Геометрия получения — Геометрические факторы получения изображения, влияющие на качество изображения, включают расстояние от источника до приемника изображения, ориентацию, величину увеличения и размер фокусного пятна.Изменения расстояния от источника до рецептора изображения приводят к вариациям в относительном увеличении анатомических структур на изображении.

• Увеличение — увеличение воздушного зазора или расстояния от пациента до рецептора изображения приводит к увеличению увеличения и уменьшению рассеянного излучения, что приводит к повышению контрастности изображения и шума. [5] Однако доза облучения увеличивается по мере приближения пациента к рентгеновской трубке. Поскольку существует фиксированный размер фокусного пятна, увеличение увеличения может вызвать увеличение размытия.[5]
• Размер фокусного пятна — Размер фокусного пятна рентгеновской трубки обратно пропорционален пространственному разрешению. Уменьшение размера фокусного пятна приводит к улучшенному пространственному разрешению. [5] Однако рентгеновская трубка с маленьким фокусным пятном имеет ограниченную максимальную мощность, что приводит к увеличению времени экспозиции, что может вызвать усиление движения пациента и размытость изображения [5].

• Характеристики детектора. Характеристики детектора зависят от разрешения детектора, размера детекторного элемента и отношения сигнал / шум детектора.Чем меньше размер элемента детектора, тем выше разрешение. В идеальном сценарии размер элемента детектора должен быть меньше наименьшей интересующей области. Функция передачи модуляции (ФПМ) является основным показателем разрешения детектора, а не размером элемента детектора. Детектор, который поддерживает значение MTF на более высоких пространственных частотах, имеет лучшее разрешение.

• Коллимация — Коллимация определяется как ограничение пространственной протяженности рентгеновского луча, который падает на интересующую область пациента и детектора.Эффективная коллимация приводит к уменьшению рассеянного излучения, которое достигает детектора. [5] Это приводит к улучшению контрастности и шума изображения и увеличению отношения сигнал / шум. Это также приводит к меньшему облучению и снижению эффективной дозы облучения пациента.
• Сетка против рассеяния — Сетка против рассеяния улучшает качество изображения за счет уменьшения рассеянного излучения. Однако это также может отрицательно повлиять на качество изображения из-за ослабления первичного рентгеновского луча. [3] [5]
• Обработка изображения — После получения цифрового изображения можно добиться искусственной регулировки контрастности с использованием методов постобработки для улучшения визуального восприятия, включая выравнивание гистограммы, улучшение контуров, обработку оттенков серого и уменьшение шума.[6] Эти методы можно использовать для изменения влияния кВп на контраст изображения. Если постобработка не выполняется, цифровые изображения имеют низкий контраст между различными тканями. В цифровой рентгенографии значения пикселей прямо пропорциональны экспозиции. Значения пикселей изменяются после получения изображения для оптимизации контрастности в зависимости от клинического сценария.

Клиническая значимость

Регулируя кВп, уменьшая мАс и уменьшая размер фокусного пятна, можно получить высококачественные цифровые рентгенограммы с более низкой дозой облучения.Хотя более высокая доза облучения приводит к меньшему шуму и лучшему качеству изображения, следует очень осторожно подходить к дозе облучения пациента. Рентгенографические системы должны быть оптимизированы для получения качества изображения, обеспечивающего диагностическую точность при минимально возможной дозе облучения. Выбор радиографической проекции влияет на дозу облучения. Например, на рентгенограммах грудной клетки передне-задняя (AP) ориентация имеет более высокую дозу облучения по сравнению с задне-передним (PA) обзором из-за большего радиационного облучения груди.У педиатрических пациентов использование принципа разумно достижимого минимума (ALARA) важно во время рентгенографических исследований, поскольку дети более восприимчивы к воздействию ионизирующего излучения, чем взрослые. [7] [8] Радиографические детекторы с более высоким DQE обеспечивают превосходное соотношение сигнал / шум, что позволяет снизить дозу облучения без значительного влияния на качество изображения, особенно у педиатрических пациентов. [3] [6] [7]

Существует тенденция использовать большую дозу облучения в цифровых изображениях для уменьшения шума изображения, называемого «ползучестью дозы».«[3] Использование утвержденной таблицы, содержащей заранее определенные технические параметры, основанные на размере пациента, помогает избежать сползания дозы. [3] Отчет Рабочей группы 116 Американской ассоциации физиков в медицине является отличным источником рекомендуемых индикаторов воздействия для цифровой рентгенографии. [3]

Надлежащее использование эффективной коллимационной и антирассеивающей сетки снижает рассеянное излучение и улучшает качество изображения за счет уменьшения шума и улучшения отношения сигнал / шум. Сетка, препятствующая рассеянию, наиболее полезна, когда количество рассеянного излучения велико, особенно если толщина пациента превышает 10 см.[3] Однако антирассеивающая сетка бесполезна для маленьких или педиатрических пациентов или для визуализации небольших частей тела.

Для устранения некачественных рентгенографических изображений первым шагом должна быть настройка параметров постобработки, чтобы увидеть, можно ли воспроизвести изображение с лучшим качеством изображения. Следует оптимизировать протоколы получения и обработки изображений, чтобы избежать повторного обследования пациентов и ненужного облучения.

Оптимальные протоколы визуализации должны быть разработаны и установлены с помощью медицинского физика для получения неизменно высокого качества изображения при минимально возможной дозе облучения.Изображения должны быть надлежащим образом сжаты для передачи и хранения без потери значимых клинических данных. Для улучшения отображения изображения следует использовать соответствующую постобработку изображения. Системы визуализации должны соответствовать соответствующим государственным и федеральным нормам. Системы визуализации должны минимизировать частоту получения изображений низкого качества и максимизировать клиническую эффективность и постоянное улучшение качества. [3]

Тщательная программа обеспечения качества необходима для постоянного поддержания высокого качества работы.Качество изображения следует контролировать путем проведения приемочных испытаний для обеспечения безопасности и качества изображения, периодических проверок и оценки технического обслуживания, а также тщательных ежегодных проверок под руководством медицинского физика. [9]

Таким образом, мы обсудили важные компоненты качества рентгенографического изображения и различные факторы, влияющие на качество изображения. Эти знания полезны для получения высококачественных цифровых рентгенограмм с минимально возможной дозой облучения для повышения точности диагностики врача.

Оценка качества изображения цифровых рентгенографических установок в Тебризе, Иран: фантомное исследование

J Med Signals Sens. 2019 апрель-июнь; 9 (2): 137–142.

Nahideh Gharehaghaji

Кафедра радиологии, Факультет парамедицинских наук, Тебризский университет медицинских наук, Тебриз, Иран

Давуд Хезерлоо

Кафедра радиологии, Факультет парамедицинских факультетов, Тебризский университет медицинских наук , Тебриз, Иран

Тохид Аббасиазар

Кафедра радиологии, Факультет парамедицинских наук, Тебризский университет медицинских наук, Тебриз, Иран

Кафедра радиологии, Факультет парамедицинских наук, Тебризский университет медицинских наук, Тебриз, Иран

Адрес для переписки: Dr.Давуд Хезерлоо, отделение радиологии, парамедицинский факультет, Тебризский университет медицинских наук, Тебриз, Иран. E-mail: moc.liamg@oolrezehk.d

Поступила в редакцию июнь 2018 г .; Принято 2018 Октябрь

Авторские права: © 2019 Journal of Medical Signals & Sensors

Это журнал с открытым доступом, и статьи распространяются в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0, которая позволяет другим делать ремиксы, настраивать, и строить на некоммерческой основе произведение, при условии предоставления соответствующего кредита и лицензирования новых произведений на идентичных условиях.

Abstract

Создание высококачественного изображения с низкой дозой облучения пациента — одна из важнейших задач медицинской рентгеновской визуализации. В этом исследовании были рассмотрены параметры качества изображения цифровых рентгенографических установок в городе Тебриз и сравнивались с международными протоколами. Параметры качества изображения были измерены в 11 центрах цифровой рентгенографии (DR) с высокой нагрузкой в ​​городе Тебриз, и результаты сравнивались со стандартами DINN 6868/58. Все центры, оборудованные модулями прямого DR, прошли тесты на пространственное разрешение, обнаруживаемость низкой контрастности, динамический диапазон контрастности и шум, в то время как устройства компьютерной радиографии (CR) смогли пройти только два последних теста.Наивысшее пространственное разрешение было 3,2 лин / мм в блоке DR, а самое низкое — 1,8 лин / мм в блоке CR. Самый высокий уровень шума, который наблюдался в блоке DR, составил 0,03 OD. Наибольшая разница между номинальным и измеренным пиковым напряжением в киловольтах и ​​мАс составила 3,1% и 6,8% соответственно. Керма воздуха на входной поверхности во всех единицах была получена <0,63 мГр. Диапазон измеренных половинных значений слоя составлял от 2,4 до 3,54 ммAl. Физические параметры качества изображения, такие как пространственное разрешение, контраст и шум, являются количественными параметрами устойчивости для оценки характеристик качества изображения единиц.Поэтому измерение и контроль этих параметров с помощью двумерных фантомов очень важны.

Ключевые слова: Контраст , цифровая рентгенография , керма воздуха на входе , качество изображения , шум , пространственное разрешение

Введение

Понятие качества изображения очень сложное и неоднозначный термин, поэтому количественная оценка является очень сложной задачей. Качество изображения зависит не только от физических и технических параметров, но и, что наиболее важно, от восприятия и опыта наблюдателя.[1,2] В целом качество изображения оценивается визуальной оценкой, которая включает объективные и субъективные методы. Ни один из этих двух методов не имеет приоритета и целостности по отношению друг к другу. [3] Объективные методы далеки от реального анатомического состояния органа, а субъективные подходы сильно зависят от опыта наблюдателя, поэтому восприятие радиологами одного изображения может быть очень различным. Более того, эффективность и целостность субъективных методов сильно зависят от четкого и четкого определения критериев качества.[1,4] Таким образом, Европейская Комиссия несколько раз меняла определение качественных критериев для субъективных методов.

Обычно физическими количественными параметрами для оценки качества рентгенографического изображения являются пространственное разрешение, контраст и шум, которые измеряются фантомом контроля качества. Эти параметры в настоящее время являются первым и наиболее важным инструментом для количественной оценки и сравнения характеристик устройств формирования изображений. [4]

Программы контроля качества для рентгенографических установок являются важными процедурами для получения желаемого качества изображения, снижения дозы облучения пациента, а также уменьшения количества повторных рентгенографических исследований.[5,6,7,8] Рекомендации по контролю качества цифровой рентгенографии были предоставлены уполномоченными международными организациями, такими как Национальный совет по радиационной защите и измерениям (NCRP) 99 и рабочая группа № 74 Американской ассоциации физиков в медицине (AAPM). . [5,9] Следует отметить, что стандартные тесты контроля качества в центрах радиографии часто включают анализ выходных параметров, таких как пиковое напряжение (кВп), мАс, слой половинного значения (HVL), общая фильтрация, а также воспроизводимость и линейность этих параметров.Было проведено множество исследований о важности контроля качества изображения и управления дозой облучения пациента. [7,8,10,11,12] В связи с этим в Нидерландах была внедрена осуществимая программа контроля качества для цифровых и обычных рентгенографических установок. [6] Результаты других исследований подтвердили, что доза облучения кожи была значительно снижена после стандартного контроля качества изображения. [7,13] Кроме того, были проведены некоторые исследования по контролю качества выходных параметров устройств диагностической радиографии.[5,14,15] Другие исследования были выполнены с использованием субъективных методов на рентгенографических изображениях пациентов. [1,7,8,9,16,17] Однако результаты субъективных методов не подходят для оценка производительности устройства. [1,18,19,20] С другой стороны, оценка качества изображения с использованием стандартных фантомов может обеспечить подробный учет основных физических параметров качества изображения и производительности рентгенографического устройства.

Основная цель этого исследования заключалась в выполнении программы контроля качества изображения в аппаратах цифровой радиографии (DR) в городе Тебриз и в оценке качества изображения DR с использованием двумерного (2D) фантома.

Материалы и методы

Всего 11 блоков DR с высокой рабочей нагрузкой, включая восемь блоков прямого DR (A – H) и три блока компьютерной радиографии (CR) (I – K), расположенных в центрах клинической визуализации в Тебризе города рассматривались с точки зрения качества изображения. Пространственное разрешение, обнаруживаемость с низким контрастом, динамический диапазон контрастности и однородность поля излучения (шум) для всех устройств измерялись с помощью фантома DIGRAD A + K DR 2D (Pehamed, Германия).

Чтобы получить приемлемый уровень пространственного разрешения в соответствии с руководством по фантому, керма воздуха на приемнике изображения (K _b ) была измерена с помощью полупроводникового дозиметра (Piranha RTI Electronic AB, Швеция), который был откалиброван в RTI Electronics Calibration. Лаборатория с аттестационным номером 172F53058.Этот дозиметр также использовался для измерения кермы входной поверхности воздуха (ESAK). Чтобы определить пространственное разрешение и обнаруживаемость с низким контрастом, в исследовании приняли участие 16 студентов-радиологов, которые были полностью слепы к исследованию. Динамический диапазон контраста и шум получали с помощью денситометра Densonorm 21E (Pehamed, Германия). Для точного измерения динамического диапазона контраста направление ступенчатого клина на фантоме было установлено перпендикулярно продольной оси рентгеновской трубки.Экспозиция и технические параметры, включая kVp = 80 кВ, мА = 320, время экспозиции = 20 мс, расстояние фокусной пленки = 100 см и размер поля излучения = 26 см × 26 см, были применены для всех рентгенографических единиц. Поскольку фантом DIGRAD полностью соответствует требованиям TECHSTREET DIN 6868/58, результаты рассматривались в соответствии со стандартными критериями «Обеспечение качества изображения в рентгеновской диагностике — Часть 58 (DIN 6868/58): Приемочные испытания для рентгеновских аппаратов с блоки рецепторов цифровых изображений в проекционной радиографии.”[21] В соответствии с DIN 6868/58, приемлемый уровень для каждого теста приведен ниже:

• Пространственное разрешение> 2,4 линий / мм для Kb ≤ 5 мкГр и> 2,8 линий / мм для Kb ≤ 10 мкГр

• Обнаруживаемость низкой контрастности: Видимость по крайней мере трех элементов с низкой контрастностью

• Динамический диапазон контрастности: Отдельная визуализация всех семи шагов

• Шум: Отклонение оптической плотности пленки (OD) <0,2 OD.

Кроме того, в качестве выходных параметров воздействия учитывались кВп, мАс, HVL и общая фильтрация блоков.

Результаты

Образец рентгенографического изображения фантома DIGRAD A + K представлен в формате. Расположение различных частей фантома, связанных с пространственным разрешением, обнаруживаемой низкой контрастностью, динамическим диапазоном контрастности и шумом, демонстрируется в.

Рентгенографический снимок цифрового радиографического фантома DIGRAD A + K. Расположение различных частей фантома: (1) пространственное разрешение, (2) обнаруживаемость с низким контрастом, (3) динамический диапазон контрастности и (4) видны шум

Как видно из, K _b значений для всех единицы были намного <5 мкГр с наибольшим значением для единицы C (0.34 мкГр). Следовательно, в соответствии с критериями DINN 6868/58 пространственное разрешение трех единиц CR (I – K) было неприемлемо []. Самое низкое пространственное разрешение принадлежало блоку K с 1,8 линп / мм, тогда как оно составляло 2,2 линп / мм для устройств I и J. С другой стороны, блоки C, E и G с 3,2 линп / мм показали самые высокие значения пространственное разрешение соответственно.

Керма воздуха на приемнике изображения (K _b ) для различных цифровых рентгенографических аппаратов

Пространственное разрешение для различных цифровых рентгенографических аппаратов.Жирная горизонтальная линия на 2,4 линии / мм демонстрирует приемлемый уровень пространственного разрешения для k _b ≤5 мкГр

В тесте на обнаруживаемость с низким контрастом все шесть низкоконтрастных элементов фантомного изображения были видны с помощью блоков DR. , в то время как для блоков J и K CR были видны только пять и четыре элемента соответственно.

Результаты динамического диапазона контрастности показали, что все семь ступеней контрастности были отдельно видны во всех единицах измерения, за исключением единицы E только с пятью отдельными ступенями.

Шум устройств находился в диапазоне 0,02–0,03 OD с наивысшим значением для модуля C.

показывает измеренные ESAK радиографических устройств. Максимальное значение ESAK было получено для блока C (0,63 мГр).

Измеренная керма воздуха на входе кожи для различных цифровых рентгенографических устройств

показывает измеренное значение kVp для рентгенографических устройств. Разница между номинальным kVp (80 kVp) и измеренным значением была максимальной для установки F со значением 3.1%.

Измеренное пиковое напряжение в киловольтах и ​​погрешности для различных цифровых рентгенографических устройств. Жирная линия через 80 пиковых киловольт показывает номинальное пиковое киловольт.

Согласно, все блоки могут пройти критерии приемки мАс, кроме блока C, с погрешностью 6,8%.

Измеренные мАс и погрешности для различных цифровых рентгенографических аппаратов. Жирная линия через 6,40 показывает номинальное значение мАс

Измеренное значение HVL и общая фильтрация агрегатов показаны на рис.HVL всех единиц были получены в пределах 2,4–3,54 ммAl. Эти результаты превышают минимально допустимые ВЛН, рекомендованные Международной электротехнической комиссией (IEC 2000). [22]

Измеренный слой половинного значения и общая фильтрация для различных цифровых рентгенографических установок. Минимально допустимый слой половинного значения для измеренной общей фильтрации указан в верхней части столбцов.

Обсуждение

Диагностическая ценность радиографических изображений сильно зависит от качества изображения.Результаты настоящего исследования подтвердили, что большинство рентгенографических установок успешно прошли тесты контроля качества рентгенографических изображений. Единственным исключением было пространственное разрешение трех блоков CR. Однако два из этих блоков CR (I и J) имели небольшую разницу в уровне допустимости пространственного разрешения []. Наибольшее пространственное разрешение было получено для блоков C, E и G с 3,1 лин / мм. Высокое пространственное разрешение блока C может быть связано с его высоким K _b , тогда как в случае блоков E и G собственные характеристики этих блоков могут вызывать высокое пространственное разрешение.На пространственное разрешение DR-блока влияют материал и толщина детектора, размер пикселя, а также предварительная и постобработка. Кроме того, ширина лазерного луча влияет на пространственное разрешение в единицах CR. Согласно данным, пространственное разрешение в единицах CR оказалось ниже, чем в DR, что согласуется с результатами других исследований. [13] Это может быть связано с фотостимулированными пластинами люминофора и характеристиками системы лазерного считывания. [23] Эффективность люминофорных пластин блоков CR снижается из-за их частого использования и условий окружающей среды.[18,23]

Предел пространственного разрешения, требуемый для диагностики, зависит от диагностической цели и исследуемого органа. Например, уменьшение размера пикселя для увеличения пространственного разрешения лишь незначительно влияет на визуализацию изображения больших органов. Незначительная разница в лучшей диагностике поражений грудной клетки при уменьшении размера пикселя с 200 до 100 мкм. С другой стороны, малый размер пикселя значительно повышает точность диагностики поражений груди. [23]

Пространственное разрешение блока DR также зависит от детективной квантовой эффективности (DQE).На DQE влияют энергия рентгеновского луча, количество рентгеновских фотонов в области детектора, материал детектора и пространственная частота. Из-за высокого ослабления рентгеновского излучения в диапазоне низких кВп пространственное разрешение и DQE цифровых детекторов лучше, чем при высоком кВп.

Здесь следует упомянуть очень важную проблему, заключающуюся в том, что во время анализа данных пространственного разрешения наблюдатели сообщили о различных количествах. Однако значение с наибольшей численностью было выбрано в качестве пространственного разрешения каждой единицы.Эта проблема подразумевает, что, хотя условия оценки изображения для всех наблюдателей были одинаковыми, на результаты повлияли их визуальные характеристики. Таким образом, делается вывод, что даже в тех случаях, когда тесты качества изображения выполняются с использованием объективного фантома, результаты зависят от восприятия наблюдателя. Следовательно, важно, чтобы каждая клиника в соответствии со своими диагностическими целями и опытом персонала выполняла ежегодный план контроля качества клинической практики.

В этом исследовании все устройства прошли тест на обнаруживаемость с низким контрастом.Повышение контрастности изображения приводит к увеличению количества диагностических деталей, особенно в органах с низкой контрастностью, таких как печень и почки. Более того, обнаруживаемость низкой контрастности серьезно зависит от системного шума и OD фона. [1,8] Кроме того, динамический диапазон контрастности рецептора изображения влияет на контраст изображения. Результаты показали, что 10 единиц имеют приемлемый уровень динамического диапазона контрастности.

В нашем исследовании максимальный шум среди агрегатов составил 0,03 OD (единица D), что значительно ниже допустимого уровня шума (0.2 OD). Шум — самый разрушительный фактор качества изображения, который ухудшает восприятие изображения. Небольшое увеличение шума вызывает резкое снижение пространственного разрешения и контрастности. Однако зрительная система человека почти нечувствительна к небольшим изменениям шума. Шум уменьшается с увеличением количества рентгеновских фотонов и DQE. Шум можно уменьшить с помощью фильтров постобработки. Однако страдают пространственное разрешение и контраст изображений, а диагностическая оценка снижается.В этом исследовании квантовый шум и шум рецептора изображения измерялись как однородность изображений. Однако анатомический шум, исходящий от вышележащих анатомических органов, невозможно оценить с помощью 2D-фантомов.

Согласно, значения ESAK для всех устройств были значительно ниже, чем значение, извлеченное программой CalDose_X 5.0 (Departamento de Energia Nuclear, Universidade Federal de Pernambuco), которое составляло приблизительно 1 мГр для фиксированного размера поля 35 см × 40 см. [ 24] Это может быть связано с меньшим размером поля (26 см × 26 см) в нашем исследовании, которое было выбрано на основе размеров фантома.Низкие значения ESAK могут привести к снижению дозы облучения пациента и, как следствие, к риску радиационно-индуцированного рака.

На качество изображения и дозу облучения пациента влияют кВп и мАс. Согласно отчету AAPM TG.74, вариации кВп и мАс должны быть менее ± 5%. [5,9] В этом исследовании все вариации кВп и большинство мАс были меньше этого приемлемого уровня [Рисунки и]. Поскольку количество фотонов пропорционально kVp ⁴ , небольшое изменение kVp приводит к резкому увеличению дозы для пациента.В соответствии с этим, поскольку измеренное кВп во всех блоках, кроме блока G, было меньше номинального кВп, может быть достигнуто снижение дозы пациента. Кроме того, другие исследования подтвердили, что снижение кВп не только приводит к снижению дозы у пациента, но и вызывает повышение качества изображения, особенно в случае поясничных и задне-передних изображений грудной клетки. [14,15,16,17] Увеличение мАс приводит к улучшение DQE, пространственного разрешения и контраста, а также снижение шума. К сожалению, с другой стороны, это резко увеличило дозу облучения пациентов.

HVL и полная фильтрация играют важную роль в качестве изображения и дозе облучения пациента. В соответствии с IEC 2000 минимально допустимое значение HVL зависит от кВп и общей фильтрации. Как видно из таблицы, минимально допустимая HVL для всех блоков в определенной общей фильтрации находилась в допустимом диапазоне. [22] NCRP99 предполагает, что увеличение HVL с 2,3 до 3 ммAl при 80 кВп уменьшит воздействие на пациента на 25%. Это увеличение минимально влияет на контрастность и плотность изображения.

Исследование Шетцинга показало, что добавление очень тонкого слоя медного фильтра снижает входную дозу через кожу на 40%. [25] Кроме того, в другом исследовании для снижения дозы у детей было рекомендовано добавление 1 ммAl +0,1 или 0,2 ммCu [18]. Однако добавление тонкого слоя фильтра не оказывает значительного влияния на качество изображения. [26,27]

Несмотря на быстрое развитие технологий медицинской визуализации, радиография по-прежнему сохраняет свою роль в качестве первого этапа медицинской визуализации.В текущем исследовании параметры качества изображения подразделений DR в городе Тебриз были рассмотрены и сопоставлены с международными протоколами. Результаты этого исследования показали, что большинство аппаратов успешно прошли тесты на контроль качества рентгенографических изображений. Более того, все они показали низкий ESAK, что может привести к низкой дозе облучения пациента. Блоки DR имели более высокое пространственное разрешение и контраст, а также более низкий уровень шума, чем блоки CR. Физические параметры качества изображения играют важную роль в оценке качества изображения рентгенографических установок.Поэтому рекомендуется измерение и контроль этих параметров с помощью 2D-фантомов.

Финансовая поддержка и спонсорство

Нет.

Конфликт интересов

Конфликта интересов нет.

БИОГРАФИИ

Нахидех Гарехагаджи родился в Тебризе, Иран. Получила степень доктора философии. степень в области медицинской физики Тегеранского университета медицинских наук. В настоящее время она является доцентом отделения радиологии факультета парамедицинских наук Тебризского университета медицинских наук.Ее исследовательские интересы включают наноконтрастное вещество в МРТ, гелевую дозиметрию с МРТ и дозиметрию пациента.

Электронная почта: ri.ca.demzbt@nijahgaherahg

Давуд Хезерлоо родился в городе Хой, Иран. Он получил докторскую степень. степень в области медицинской физики Тегеранского университета медицинских наук. В настоящее время он является доцентом кафедры радиологии парамедицинского факультета Тебризского университета медицинских наук. Его исследовательские интересы включают качество изображения в медицинской визуализации, дозиметрию пациента и лучевую терапию.

Электронная почта: ri.ca.demzbt@doolrezehk

Тохид Аббасиазар родился в Миандоабе, Иран. Получил степень бакалавра. диплом технолога-радиолога ТТабризского университета медицинских наук.

Электронная почта: moc.oohay@razaisabbadihot

Ссылки

1. Веен Б., Кристофферсен Д.Т., Гамильтон Г.А., Олсен Д.Р. Предпочтения рентгенологов и радиологов по качеству изображения. Совместный анализ. Рентгенография. 2005; 11: 191–7. [Google Scholar] 2.Båth M, Månsson LG. Анализ характеристик визуальной градации (VGC): непараметрический ранг-инвариантный статистический метод оценки качества изображения. Br J Radiol. 2007. 80: 169–76. [PubMed] [Google Scholar] 3. Монссон Л. Методы оценки качества изображения: обзор. Radiat Prot Dosimetry. 2000; 90: 89–99. [Google Scholar] 4. Aichinger H, Dierker J, Joite-Barfuß S, Säbel M. Радиационное воздействие и качество изображения в рентгеновской диагностической радиологии: физические принципы и клиническое применение. Springer Science & Business Media.2011 [Google Scholar] 5. Джонс А.К., Хайнц П., Гейзер В., Гольдман Л., Джерджиан К., Мартин М. и др. Текущий контроль качества цифровой рентгенографии: Отчет рабочей группы 151 комитета по физике изображений AAPM. Med Phys. 2015; 42: 6658–70. [PubMed] [Google Scholar] 6. Зетелиф Дж., Ван Солдт Р. Т., Сулиман II, Янсен Дж. Т., Босманс Х. Контроль качества оборудования, используемого в цифровой и интервенционной радиологии. Radiat Prot Dosimetry. 2005. 117: 277–82. [PubMed] [Google Scholar] 7. Kloth JK, Neumann R, von Stillfried E, Stiller W., Burkholder I, Kauczor HU и др.Качественное снижение дозы рентгенологического исследования органов малого таза у младенцев с дисплазией тазобедренного сустава. Eur J Radiol. 2016; 85: 233–8. [PubMed] [Google Scholar] 8. Велдкамп В.Дж., Крофт Л.Дж., Гелейнс Дж. Доз и воспринимаемое качество изображения при рентгенографии грудной клетки. Eur J Radiol. 2009; 72: 209–17. [PubMed] [Google Scholar] 9. Бун Дж. М., Коди Д. Д., Фишер Дж. Р., Фрей Г. Д., Глассер Г., Грей Дж. Э. и др. Контроль качества в диагностической радиологии. Vol. 74. Нью-Йорк: Американская ассоциация физиков; 2002. С. 1–77. [Google Scholar] 10. Moser JB, Sheard SL, Edyvean S, Vlahos I.Стратегии снижения дозы облучения при КТ грудной клетки. Clin Radiol. 2017; 72: 407–20. [PubMed] [Google Scholar] 11. Якуб Х.Й., Мохаммед Х.А. Оценка доз рентгеновского излучения пациентов в трех государственных больницах города Духок, в которых отсутствуют требования эффективного контроля качества. J Radiat Res Appl Sci. 2017; 10: 183–7. [Google Scholar] 12. Нгойе WM, Девиз JA, Muhogora WE. Меры контроля качества в Танзании: это сделано? J Med Imaging Radiat Sci. 2015; 46 (Приложение 3): S23–30. [PubMed] [Google Scholar] 13. Олдрич Дж. Э., Дюран Э, Данлоп П., Мэйо-младший.Оптимизация дозы и качества изображения для компьютерной и цифровой рентгенографии. J Digit Imaging. 2006; 19: 126–31. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 14. Асадинежад М., Бахрейни Туси М.Т., Эбрахиминиа А., Гиахи М. Оценка контроля качества обычных радиологических устройств в Иране. Iran J Med Phys. 2017; 14: 1–7. [Google Scholar] 15. Сулиман И., Зетелиф Дж., Ван Солдт Р. Протокол контроля качества оборудования, используемого в цифровой и интервенционной радиологии. Делфт, Нидерланды: Технологический университет Делфта.2003 [Google Scholar] 16. Ниманн Т., Райзингер С., Рау П., Шварц Дж., Руис-Лопес Л., Бонгартц Г. и др. Качество изображения при обычной рентгенографии грудной клетки. Оценка с использованием алмазного обзора инструмента постобработки. Eur J Radiol. 2010. 73: 555–9. [PubMed] [Google Scholar] 17. Hinojos-Armendáriz VI, Mejía-Rosales SJ, Franco-Cabrera MC. Оптимизация дозы облучения и качества изображения в мобильной рентгенографии грудной клетки новорожденных. Рентгенография (Лондон) 2018; 24: 104–9. [PubMed] [Google Scholar] 18. Уффманн М., Шефер-Прокоп К.Цифровая рентгенография: баланс между качеством изображения и необходимой дозой облучения. Eur J Radiol. 2009. 72: 202–8. [PubMed] [Google Scholar] 19. Шрайнер-Каруссу А. Обзор стандартов качества изображения для управления цифровыми рентгеновскими системами. Radiat Prot Dosimetry. 2005; 117: 23–5. [PubMed] [Google Scholar] 20. Lanhede B, Båth M, Kheddache S, Sund P, Björneld L, Widell M и др. Влияние различных технических факторов на качество изображения рентгенограмм грудной клетки, оцененное с помощью модифицированных критериев качества изображения CEC.Br J Radiol. 2002; 75: 38–49. [PubMed] [Google Scholar] 21. Нормунг Д.И., редактор. Обеспечение качества изображения в диагностических рентгенологических отделениях. DIN V 6868-58. Зульцбах, Германия: Пехамед; 2016. фантом DIGRAD для цифровой рентгенографии; п. 17. [Google Scholar] 22. Международная электротехническая комиссия. Отчет 60601 Медицинское электрическое оборудование. Частные требования к безопасности рентгеновского оборудования для интервенционных процедур. Часть 2-43. Женева, Швейцария: Международная электротехническая комиссия; 2000 г.[Google Scholar] 23. Шефер-Прокоп К.М., Де Бу Д.В., Уффманн М., Прокоп М.Д.Р. и ЧР: Последние достижения в области технологий. Eur J Radiol. 2009; 72: 194–201. [PubMed] [Google Scholar] 24. Крамер Р., Хури Х. Дж., Виейра Дж. У. CALDose_X — программный инструмент для оценки поглощенных доз для органов и тканей, эффективных доз и рисков рака в диагностической радиологии. Phys Med Biol. 2008. 53: 6437–59. [PubMed] [Google Scholar] 25. Шетцинг Р. Управление дозой облучения детей с помощью компьютерной радиографии Agfa. Pediatr Radiol.2004; 34 (Дополнение 3): S207–14. [PubMed] [Google Scholar] 26. Гейер Х., Норрман Э., Перслиден Дж. Оптимизация потенциала трубки для рентгенографии поясничного отдела позвоночника с помощью плоского цифрового детектора. Br J Radiol. 2009; 82: 62–8. [PubMed] [Google Scholar] 27. Уффманн М., Нейтцель Ю., Прокоп М., Кабалан Н., Вебер М., Герольд С.Дж. и др. Рентгенография грудной клетки с плоским детектором: влияние напряжения на трубке на качество изображения. Радиология. 2005; 235: 642–50. [PubMed] [Google Scholar]

Метод ранжирования качества изображения для микроскопии

Исследование порогового значения спектра мощности

Сосредоточение внимания на высокочастотном хвосте спектра мощности изображения должно позволить вычислить простые меры, связанные с качеством изображения, которые не являются чувствительны к большим пространственным структурам, которые меняются от одного изображения к другому.Чтобы определить подходящее пороговое значение, мы исследовали спектры мощности различных видов необработанных, а также нечетких микроскопических изображений и фотографий. На (Рис. 1a) показаны спектры мощности шести очень разных микроскопических изображений (Дополнительный Рис. 4). Как и следовало ожидать, большие пространственные структуры искажают различные спектры на низких частотах, но примерно на 40% от максимальной частоты кажется, что спектры мощности начинают устанавливаться около относительно фиксированного среднего значения и становятся довольно четко разделяемыми.Шумные изображения и изображения с большим количеством мелких деталей, кажется, обладают большой мощностью на высоких частотах, как и следовало ожидать. Это наблюдение подтверждается (рис. 1b), на котором показаны спектры мощности пяти изображений (дополнительный рис. 4) из эксперимента по оптимизации подготовки образца STED. Опять же, на низких частотах наблюдается значительный разброс, но после примерно 40% максимальной частоты спектры мощности четко разделены. Изображения с большим количеством мелких деталей имеют большую мощность на высоких частотах, тогда как несколько мягкие (размытые) изображения располагаются вокруг более низкого значения мощности.Подобное поведение можно наблюдать на фотографиях (рис. 1c), хотя кажется, что спектры мощности не устанавливаются вокруг среднего значения, а скорее продолжают нисходящий наклон, вплоть до самых высоких частот. Еще раз, примерно на 40% максимальной частоты эффект больших пространственных структур, кажется, исчезает. На (рис. 1d) показаны спектры мощности размытых по Гауссу версий (радиусы 0–10) одного изображения флуоресцентной наночастицы (дополнительный рис. 4). Поскольку каждое изображение является версией одного базового изображения, микширование на низких частотах отсутствует; Также очевидно, что в этом случае изображения легче разделить на низких частотах, чем на высоких, и поэтому следует использовать низкое пороговое значение.Также кажется, что нет необходимости рассчитывать весь спектр мощности для разделения изображений, скорее, для разделения изображений должно быть достаточно одного бина около нулевой частоты. На размытых фотографиях (рис. 1д, е) можно увидеть очень похожее поведение. Даже небольшое размытие сильно влияет на хвост спектра мощности. По этой причине сфокусированные изображения даже из смеси разных фотографий (рис. 1f) кажутся довольно четко отделенными от размытых. Основываясь на этих наблюдениях, примерно при 40% максимальной частоты микроскопических изображений и фотографий должна быть возможность вычислить меры ранжирования качества изображения, на которые не влияют вариации больших пространственных структур.Кроме того, при том же пороге измерения должны быть чрезвычайно чувствительны к размытию и шуму. В приложениях с автофокусировкой может быть полезно уменьшить порог, чтобы увеличить динамический диапазон обнаружения размытия.

Рисунок 1

В ( a) показаны спектры мощности различных видов микроскопических изображений. В ( b) показаны спектры мощности пяти изображений, извлеченных из набора данных оптимизации подготовки образца STED. В ( c) показаны спектры мощности нескольких обычных фотографий.В ( d) спектры мощности показаны для конфокального изображения флуоресцентных наночастиц, размытого по Гауссу с радиусами 0–10. В ( e) спектры мощности показаны на одной фотографии, размытой по Гауссу с радиусами 0–2. В ( f) подобные спектры показаны на нескольких фотографиях. Все фотографии были выбраны из набора данных моделирования, показанного на (Дополнительный рис. 3). Во всех подграфах Power обозначает нормализованную величину мощности сигнала на данной частоте, тогда как Frequency обозначает долю максимальной частоты в любом данном изображении.

Обнаружение изображений хорошего качества в наборе данных для оптимизации подготовки образца STED

Способность нашего метода распознавать изображения хорошего качества была проверена путем анализа набора данных микроскопии STED, содержащего изображения из эксперимента по оптимизации подготовки образца для промежуточных филаментов виментина в клетке BHK21 -line (Дополнительный протокол 1). Цель состояла в том, чтобы разработать метод поиска изображений с высокой контрастностью, низким уровнем неспецифического фонового сигнала и хорошо видимой непрерывной пространственной структурой.С этой целью было выполнено ранжирование изображений путем усреднения двух показателей: пространственной энтропии и инверсии спектра мощности STD (invSTD). Пространственная энтропия благоприятствует изображениям с высоким контрастом, тогда как мера invSTD должна отдавать предпочтение изображениям без шума, поскольку точечные детали, типичные для изображений из образцов с менее чем оптимальной маркировкой, должны усиливать хвост спектра мощности (рис. 1b). Чтобы подтвердить результаты ранжирования, эффективность нашего метода сравнивалась с оценками субъективного мнения, которые были получены экспертами по микроскопам, которых попросили оценить изображения с хорошим контрастом и нитевидной структурой виментина по шкале 1–5.Кроме того, эффективность нашего метода ранжирования качества изображений сравнивалась с пятью современными методами оценки качества слепых изображений: DIIVINE ²³ , BRISQUE ²⁴ , BLIINDS2 ²⁵ , NIQE ²⁶ и BIBLE ²⁷ . Как показано на (Рис. 2), показатели энтропии и invSTD хорошо коррелируют с наблюдаемым качеством изображения. Однако, как показано на (рис. 2, изображение IV), простые методы ранжирования не могут отделить хорошую нитевидную структуру виментина от плотной и непрерывной структуры, не показывающей четких нитей.Также очевидно, что субъективная оценка (рис. 2 изображение IV), когда рассматривается рядом с изображениями (рис. 2 изображения V – VIII), кажется довольно серьезной. Можно предположить, что специалисты по микроскопии не увидели нитевидной структуры и поэтому дали очень низкую оценку изображению хорошего качества; кроме того, им не разрешалось просматривать изображения бок о бок, а по одному.

Рис. 2. Показаны четыре изображения сверху и снизу результатов ранжирования качества изображений набора данных микроскопии STED

.Показатель замаскированной пространственной энтропии (энтропия) хорошо коррелирует с контрастом изображения, а величина, обратная STD в частотной области (invSTD), явно отдает предпочтение изображениям с хорошей структурой без точек, как и ожидалось.

На (рис. 3) показана корреляция различных показателей качества изображения с субъективными оценками в подмножестве набора данных изображения STED, который содержит только изображения STED. Соответствующие результаты для полного набора данных, содержащего смесь STED и конфокальных изображений, можно увидеть на (Дополнительный рис.1). Измерения invSTD и энтропии, а также их комбинированное Среднее довольно хорошо коррелируют с субъективными оценками; Средний показатель кажется лучшим из трех. Субъективные оценки 2–5 хорошо соответствуют критериям ранжирования. Однако есть несколько изображений, получивших высокую оценку, но низкую субъективную оценку — это можно отнести к явлению, показанному на (рис. 2): в наборе данных много изображений хорошего качества, которым была присвоена очень высокая оценка. низкая субъективная оценка, поскольку они не имеют явной нитчатой ​​структуры виментина.Разделение таких изображений потребует принятия конкретных структурных мер; можно, например, посмотрите на направленность градиентов изображения, которая должна значительно отличаться для точечных и нитевидных изображений. Из методов сравнения только BIBLE, BLIINDS2 и NIQE, по-видимому, каким-либо образом коррелируют с субъективными оценками, причем BIBLE явно является лучшим из трех. Те же наблюдения можно сделать как с подмножеством изображений STED, так и с полным набором данных. В (Дополнительный рис.2) Средняя мера нашего метода ранжирования сравнивается с пятью методами оценки качества изображения: BIBLE и BLIINDS2 очень хорошо коррелируют, NIQE в некоторой степени, DIIVINE и BRISQUE совсем нет. Вероятно, что статистические данные естественного изображения, которые они оценивают, не действительны для микроскопических изображений.

Рисунок 3

В ( a – c) показана корреляция различных показателей ранжирования качества изображения с субъективными оценками качества изображения при рассмотрении только изображений STED в наборе данных оптимизации подготовки образца.Термин Среднее значение в ( a) обозначает среднее значение invSTD и показателей энтропии. В ( d – f) показаны соответствующие графики для каждой из метрик качества сравниваемых изображений. На графиках кружки обозначают отдельные изображения, а красная линия соответствует линейной регрессии точек данных. Качество соответствия линейной модели и оценка корреляции Пирсона указываются для каждого показателя и показателя.

Ранжирование размытых фотографий

Набор данных моделирования был создан из серии фотографий (дополнительный рис.3) путем применения ядра размытия по Гауссу с радиусами 0–2 к каждому из изображений; полный набор данных представляет собой смесь всех изображений. Были оценены три показателя частотной области: среднее значение в спектральной области (fMean), стандартное отклонение (fSTD) и среднее значение интервала (MeanBin) нашего метода ранжирования. MeanBin — это средняя мощность, вычисляемая в крошечном интервале шириной в пять отсчетов, начиная с выбранной пороговой частоты, которая была установлена ​​на 40% от максимума, потому что это должно сделать измерения очень чувствительными к размытию, как предполагают спектры мощности. в (рис.1). Как показано на (Рис. 4a – c), каждый показатель довольно агрессивно реагирует на размытие, что позволяет отделить размытые изображения от оригиналов даже в таком смешанном наборе данных, как этот. fSTD и MeanBin обеспечивают лучшее разделение, тогда как мера fMean дает примерно одинаковые оценки для гауссовых радиусов 1–2. Впечатляет то, что мера MeanBin позволяет хорошо разделять смешанные изображения, рассматривая лишь крошечное подмножество спектра мощности. Мы также сравнили эффективность нашего метода с пятью методами оценки качества слепых изображений.Каждый из пяти методов был разработан для работы с фотографиями, что должно дать им преимущество; на удивление это не так. DIIVINE и BLIINDS2 ненадежно отделяют оригинал от даже r = 2 размытых изображений. BRISQUE, NIQE и BIBLE дают довольно хорошие результаты, причем BIBLE явно лучшая из них.

Рисунок 4

В ( a – c) значения для fSTD, fMean и MeanBin показаны как функция радиуса размытия по Гауссу в наборе данных моделирования фотографии. В ( d – h) Такие же графики показаны для показателей качества эталонных изображений BIBLE, DIIVINE, BLIINDS2, BRISQUE & NIQE.Обратите внимание, что в ( a – c) используется логарифмическая шкала , тогда как в ( d – h) используется линейная шкала.

Сравнение эффективности обнаружения размытия с показателями автофокуса

Показатели автофокуса в автоматизированной микроскопии ²⁸ можно рассматривать как методы ранжирования качества изображения, но их использование обычно ограничивается сравнением разных размытых версий одного и того же изображения, тогда как большинство наборов данных микроскопии содержат изображения с нескольких позиций на образце (объектах).Мы сравнили эффективность обнаружения размытия с помощью нашего метода ранжирования качества изображения с двумя ранее опубликованными надежными метриками автоматической автофокусировки микроскопии: метрикой спектральных моментов ²⁸ на основе частотной области и метрикой Бреннера ²⁹ на основе пространственной области, которые были признаны превосходными в моделирования и с реальными изображениями в ²⁸ . Сравнение проводилось на пяти различных наборах данных изображений, каждый из которых содержит гауссовские размытые версии (радиусы 0–29) четырех разных микроскопических изображений: фазово-контрастное широкопольное изображение (фазовый контраст), конфокальное флуоресцентное изображение промежуточных волокон с большим увеличением. (Виментин), конфокальное флуоресцентное изображение наночастиц (Beads) и изображение округлых клеток бабочки (Butterfly) с малым увеличением.Было использовано несколько различных изображений, чтобы исключить возможность того, что меры реагируют на некоторую заданную пространственную структуру. Исходные изображения показаны на (Дополнительный рис. 4). Два разных пороговых значения 40% и 2% были использованы для демонстрации возможности настройки динамического диапазона обнаружения размытия в нашем методе ранжирования. Были использованы те же три показателя ранжирования: fSTD, fMean и MeanBin, что и на фотографиях. На (рис. 5а) показаны результаты серии фокусов наночастиц.Как и следовало ожидать из наших наблюдений за спектром мощности (рис. 1d), при пороге 40% ранжирование надежно работает только до тех пор, пока гауссовский радиус не равен примерно пяти. Однако снижение порога до 2% полностью линеаризует меры. При пороге в 2% все три показателя явно превосходят контрольные показатели автофокуса; метрика Бреннера ненадежно работает с изображением бусинок, тогда как Spectral Moments работает хорошо, но у нее не очень хорошая чувствительность. Такой же эффект показан для серии изображений виментина на (рис.5б, в). Хотя в этом случае ранжирование также работает на 40%, при пороге 2% линейность лучше. Опять же, все три показателя ранжирования работают так же или лучше, чем показатели автофокуса. Три меры ранжирования качества работают очень похожим образом и с изображениями фазового контраста и изображения ячеек бабочки (рис. 5d, e), хотя изображения с фазовым контрастом, кажется, предпочитают все. Здесь показаны только результаты для порога 40%. Показатель автофокуса Spectral Moments кажется довольно надежным для всех тестовых изображений, хотя он кажется не очень чувствительным, за исключением серии изображений с фазовым контрастом.Метрика Бреннера кажется ненадежной с изображениями наночастиц, и, что удивительно, с серией изображений клеток бабочки.

Рис. 5

В ( a – e) производительность показателей fMean, fSTD и MeanBin сравнивается с показателями автофокуса Brenner и Spectral Moments. Цвета на каждом графике соответствуют легенде, показанной в правом верхнем углу. th обозначает значение порога спектра мощности, которое использовалось при вычислении показателей fMean, fSTD и MeanBin.Базовые изображения, которые использовались для создания серии размытия, можно увидеть на (Дополнительный рис. 4).

Обнаружение не в фокусе изображений в наборах данных изображений HCS

Мы получили два набора данных изображений из автоматизированного временного эксперимента HCS по совместной культуре 3D опухолевых клеток LNCaP вместе со стромальными клетками PF179T ³⁰ — каждый из наборы данных содержат временные ряды из одной лунки 96-луночного планшета. Изображения получали по одному изображению на лунку в час через планшет, и поэтому автофокусировка повторялась для каждого изображения.В этом типе экспериментов отказ функции автофокуса является одной из основных проблем, поскольку расфокусированные изображения искажают количественные результаты. Наш метод ранжирования качества изображений использовался для поиска не в фокусе изображений из обоих наборов данных. Изображения содержали каналы фазового контраста и флуоресценции, которые были разделены на отдельные серии изображений для ранжирования. Здесь также использовались три измерения спектральной области: fSTD, fMean и MeanBin, которые хорошо зарекомендовали себя при моделировании. Порог частоты был установлен на 40%, потому что содержание изображения как в флуоресцентном, так и в фазовом каналах значительно различается, и, следовательно, низкочастотный вклад необходимо отфильтровать.Мы также сравнили производительность нашего метода ранжирования с двумя метриками автофокуса, Бреннером и Спектральными моментами, которые использовались при моделировании ранее. Некоторые примеры результатов ранжирования показаны на (рис. 6). Описательная статистика для показателей была сгенерирована путем ручного просмотра результатов ранжирования одного из двух наборов данных. Было идентифицировано последнее четко сфокусированное изображение, после чего были рассчитаны среднее значение и стандартное отклонение для каждого измерения, выше и ниже этой точки. Субъективный обзор показал, что канал флуоресценции содержал большое количество слегка размытых изображений, хотя соответствующие фазово-контрастные изображения оказывались в фокусе.По этой причине для флуоресцентных изображений были определены два порога: один для полностью не в фокусе изображений, а другой для этих слегка размытых изображений. В обоих случаях все изображения ниже порогового значения были идентифицированы как не в фокусе. Результаты представлены в (Таблица 1). В практических приложениях фильтрация явно не в фокусе изображений (рис. 6 изображение IV) является основным интересом, а это означает, что следует использовать более низкий порог — слишком высокий порог может также привести к исключению полезных изображений, потому что в эксперименте с динамикой времени, таком как этот, количество содержимого изображения значительно изменяется во время эксперимента, от почти пустого до детально упакованного, особенно в канале флуоресценции (рис.6 изображений I – III). Почти пустые изображения обычно получают более низкие значения ранжирования, чем детально упакованные, несмотря на нашу нормализацию спектра мощности.

Рисунок 6. Показаны примеры результатов ранжирования качества изображений в наборах данных изображений HCS.

FSTD, fMean и MeanBin измеряют все четко отделенные расфокусированные изображения от сфокусированных изображений с флуоресценцией и фазовым контрастом. Также можно идентифицировать изображения, которые слегка размыты. Особенно хорошие результаты были получены с фазово-контрастными изображениями.Наши показатели ранжирования качества также оказались более надежными, чем два показателя автофокуса. Четыре примера изображений из наборов данных флуоресценции и фазового контраста представляют (I) хорошие, (II) почти пустые, (III) слегка размытые и (IV) явно не в фокусе изображения.

Таблица 1 Статистика из ранжирования набора данных HCS показана для каждого показателя.

В обоих наборах данных, с использованием флуоресценции или фазового контраста, были найдены все расфокусированные изображения. Все три показателя ранжирования сработали хорошо, на удивление даже показатель MeaBin.Оба показателя автофокуса также работали неплохо. Однако метод Бреннера, основанный на форме производных в пространственной области, страдает от того факта, что не все изображения в наборе данных являются версиями одного базового изображения; изображения с меньшим содержанием, были смешаны с изображениями не в фокусе в наборах данных флуоресцентных изображений, тогда как в наборах данных изображений с фазовым контрастом изображения не в фокусе были смешаны только с слегка размытыми изображениями, а почти пустые изображения принимались странно высокие ценности.С другой стороны, показатель Spectral Moments довольно хорошо работал с фазово-контрастными изображениями, но он был совершенно нечувствителен к размытию с флуоресцентными изображениями, хотя явно расфокусированные изображения были успешно идентифицированы — и по какой-то причине детали — меньше изображений получили очень высокие значения. Наши меры ранжирования качества изображения дали наиболее последовательные результаты как в наборах данных флуоресцентных, так и фазово-контрастных изображений, и из-за их сильной реакции на небольшое количество размытия они также успешно обнаружили только слегка размытые изображения, которые иногда оставались незамеченными методами сравнения. .Все измерения были более надежными с фазово-контрастными изображениями, чем с флуоресцентными. Этот результат хорошо коррелирует с результатами моделирования.

Качество изображения КТ

---

Качество изображения в основном определяется тремя факторами:

• Разрешение
• Шум
• Контраст

---

Разрешение

Разрешение — это мера того, как далеко должны быть друг от друга два объекта, чтобы их можно было увидеть как отдельные детали на изображении.Чтобы два объекта можно было рассматривать как отдельные, детекторы должны уметь определять зазор между ними.

Разрешение измеряется в парах линий на сантиметр (lp / cm), то есть количестве пар линий, которые могут быть отображены как отдельные структуры в пределах одного сантиметра.

В КТ-сканировании есть два типа разрешения:

• Трансаксиальное разрешение (7 линий / см)
  
  • В осевом направлении поперек пациента
• Z-чувствительность (0.5-10 мм)
  
  • По длине пациента в направлении z

Трансаксиальное разрешение

Минимальное трансаксиальное разрешение определяется фактическим размером детектора, однако его часто называют «эффективной шириной детектора» в изоцентре сканера (центр отверстия сканера). «Эффективная ширина детектора» и фактический размер детектора немного отличаются из-за расходимости луча. Чем меньше «эффективная ширина детектора», тем выше разрешение.

На трансаксиальное разрешение влияют факторы сканера (оборудования) или параметры сканирования и реконструкции.

Факторы сканера

1. Фокусное пятно

• Размер
  
  • Меньшие фокусные пятна дают более высокое разрешение, но максимальный ток ограничен, чтобы предотвратить повреждение анода.
  • Обычно на КТ-сканерах доступны два размера фокусного пятна, например:
    
    • Fine = 0,7 мм
    • Широкий = 1.2 мм
• Свойства
  
  • Летающее фокусное пятно: положение фокусного пятна быстро изменяется в трансаксиальной плоскости и / или по оси Z. Каждое положение фокусного пятна увеличивает количество снимаемых проекций и улучшает пространственное разрешение. Например, если положение фокального пятна перемещается в плоскости X-Y, разрешение в плоскости увеличивается.
  • Расстояние фокус-детектор (FDD)
  • Расстояние фокус-изоцентр (FID)

2.Размер детектора

Детекторы меньшего размера дают более высокое разрешение, но большее количество детекторов в пределах области также означает больше перегородок (мертвое пространство) и снижает общую эффективность обнаружения.

3. Конструктивные характеристики детектора

Смещение детектора на четверть луча: центр матрицы детектора смещен от центра вращения на одну четверть ширины отдельного детектора. Когда гентри поворачивается на 180 °, центр матрицы детекторов теперь смещается на половину ширины детектора, что дает чередующийся отбор проб пациента.

Параметры сканирования

1. Количество выступов

• Чем больше количество проекций, тем выше разрешение (до точки).

2. Реконструкция фильтра

• Ядра с более высоким разрешением или «острые» ядра (например, реконструкция кости) имеют лучшее пространственное разрешение, чем мягкие ядра (например, реконструкция мягких тканей).
• Однако ядра с более высоким разрешением не усредняют сигналы с высокой пространственной частотой и, следовательно, производят больше шума.

3. Размер пикселя

• Размер пикселя (d) в мм определяется уравнением:

d = FOV / n

где:

FOV = поле зрения (мм)
n = размер матрицы изображения

• Наивысшая пространственная частота, которую можно получить (fmax), называется пределом Найквиста и определяется по формуле:

fмакс = 1 / 2d

• Из этого уравнения видно, что чем больше размер пикселя, тем ниже максимальная пространственная частота.
• Для улучшения пространственной частоты мы можем:
  • Уменьшите поле зрения (меньшее поле зрения = меньший размер пикселя, как показано в первом уравнении). Мы можем сделать это ретроспективно путем целенаправленной реконструкции исходных данных в небольшом поле зрения.
  • Увеличьте размер матрицы (больше n = маленький размер пикселя, как показано в первом уравнении)

Z-чувствительность

Z-чувствительность относится к эффективной ширине отображаемого среза.

Факторы, влияющие на z-чувствительность

1. Толщина среза детектора

• Чем шире (по оси z) ряд детекторов, тем ниже разрешение

2. Перекрывающиеся образцы

• Получение данных с использованием перекрывающихся срезов может улучшить Z-чувствительность. Это достигается за счет использования малого шага спирали, т. Е. Шага <1.

3. Фокусное пятно

• Тонкое фокусное пятно улучшает z-чувствительность

Важность толщины среза

1.Шум

• Чем тоньше срез, тем лучше разрешение, НО тем хуже шум

2. Эффект частичного объема

• Более толстые срезы увеличивают эффекты частичного объема

3. Изотропное сканирование

• Тонкие срезы допускают изотропное сканирование, т. Е. Пиксели по оси и оси z имеют одинаковый размер (кубы). Преимущества этого:
  
  • Эффект уменьшения частичного объема
  • Лучшее многоплоскостное переформатирование
  • Улучшенный объемный рендеринг e.грамм. отображение трехмерных представлений данных (например, изображений сердца, сосудов, КТ-колонографии и т. д.)

Уже выпущено в мягкой обложке и на Kindle.
Написано радиологами для радиологов с множеством простых в использовании диаграмм, поясняющих сложные концепции. Отличный ресурс для пересмотра физики радиологии.

Примечание. Доступно не во всех регионах.

Примечание. Доступно не во всех регионах.

---

Шум

Даже если мы визуализируем идеально однородный объект (например, объект, заполненный водой), в единицах Хаунсфилда все еще есть вариации относительно среднего значения. Это из-за шума. Шум ухудшает изображение, ухудшая низкое контрастное разрешение и внося неопределенность в единицы Хаунсфилда изображений.

Мы можем измерить шум в любой однородной области изображения, например. с водяным фантомом. Стандартное отклонение единиц Хаунсфилда в выбранной интересующей области дает среднее измерение шума.

Есть три источника шума:

1. Квантовый шум
2. Электронный шум
3. Шум, вносимый процессом реконструкции, например, обратная проекция.

Стохастический шум

Это основной источник шума на изображении. Регистрация фотонов детекторами — случайный процесс. Количество обнаруженных фотонов будет случайным образом варьироваться от среднего значения, и это изменение является шумом.Шум на окончательном изображении определяется как:

Шум (стандартное отклонение) ∝ 1 / √ (количество фотонов)

Из этого уравнения мы можем сказать, что увеличение количества фотонов уменьшает количество шума и, следовательно, все, что увеличивает количество фотонов (увеличивает поток фотонов), уменьшает шум. Если мы удвоим количество фотонов, мы уменьшим шум на √2 (т.е. увеличение количества фотонов в 4 раза уменьшит шум вдвое).

Удвоить количество фотонов можно с помощью:

• Удвоение тока трубки (мА)
• Удвоение времени вращения (с)
• Увеличение толщины ломтика вдвое (мм)

Увеличение напряжения трубки (кВ) также увеличивает поток фотонов, но он не является прямо пропорциональным (выходная мощность составляет примерно кВ ² ).

---

Контраст

Факторов, влияющих на контраст:

• Шум: более высокий уровень шума скрывает любой контраст между объектами
• Ток трубки: более высокий ток трубки снижает шум на изображении
• Собственные свойства ткани: разница в линейном коэффициенте ослабления соседних отображаемых объектов будет определять контраст между этими объектами
• Киловольт в луче: более высокая энергия луча обычно снижает контраст между объектами
• Использование контрастного вещества

---

Σ Сводка

Разрешение

Трансаксиальное разрешение

• Факторы сканера
  • Размер фокусного пятна
  • Летающее фокусное пятно
  • Расстояние до детектора фокусировки
  • Изоцентровое расстояние фокусировки
  • Размер детектора
  • Смещение детектора квартала
• Параметры сканирования
  • Количество выступов
  • Реконструкция фильтра
  • Размер пикселя (d, мм), определяемый как d = FOV / n (FOV = поле зрения, n = размер матрицы изображения)
  • Наивысшая пространственная частота (fmax) = 1 / 2d
• Не влияет:
  • Ток в трубке
  • Трубка киловольт

Z-чувствительность

• Равная эффективная толщина среза
• Пострадало:
  • Толщина среза детектора
  • Перекрывающиеся образцы
  • Размер фокусного пятна
• Важность
  • Чем меньше срез, тем больше шум
  • Чем меньше размер среза, тем меньше артефакт частичного объема
  • Изотропное сканирование обеспечивает лучшую 3D-реконструкцию и MPR

Шум

Квантовый шум

• Основной источник шума
• Шум ∝ 1 / √no.фотонов
• Удвоение количества фотонов уменьшит шум в √2 раз
• Удвоение количества фотонов за счет:
  • Ток двойной трубки (мА)
  • Время удвоения вращения (с)
  • Толщина двойного ломтика (мм)
• Увеличение напряжения трубки (кВ) также увеличивает поток фотонов, но он не прямо пропорционален

Прочие:

• Электронный шум в системе обнаружения
• Шум, вносимый реконструкцией e.грамм. обратная проекция

Контрастность

Пострадало:

• Шум: более высокий уровень шума = худшая дифференциация контрастности
• Ток в лампе: меньший ток в лампе = больше шума (см. Выше)
• Собственные свойства ткани: разница в линейном коэффициенте аттенюации соседних изображаемых объектов определяет контраст
• Киловольт в луче: более высокая энергия луча обычно снижает контраст
• Использование контрастного вещества: увеличивает контраст между объектами e.грамм. кровеносные сосуды и окружающие ткани

Следующая страница: артефакты КТ

Лаборатория инженерии изображения и видео

Оценка качества изображения и видео в LIVE

Введение

Область обработки изображений и видео обычно имеет дело с сигналами, предназначенными для потребления человеком, такими как изображения или видео через Интернет.Изображение или видео могут пройти множество этапов обработки, прежде чем будут представлены наблюдателю, и каждый этап обработки может вносить искажения, которые могут снизить качество окончательного отображения. Например, изображения и видео получаются устройствами камеры, которые могут вносить искажения из-за оптики, шума датчика, калибровки цвета, управления экспозицией, движения камеры и т. Д. После получения изображение или видео могут быть дополнительно обработаны с помощью алгоритма сжатия, который уменьшает требования к полосе пропускания для хранения или передачи.Такие алгоритмы сжатия обычно предназначены для достижения большей экономии полосы пропускания, допуская определенные искажения в сигнале. Точно так же битовые ошибки, которые возникают во время передачи изображения по каналу или (редко) при его сохранении, также имеют тенденцию вносить искажения. Наконец, устройство отображения, используемое для рендеринга окончательного вывода, может вносить некоторые собственные искажения, такие как низкое разрешение воспроизведения, плохая калибровка и т. Д. Величина искажения, которое может добавить каждый из этих этапов, в основном зависит от экономических и / или физических ограничений устройства.

Очевидно, кто-то заинтересован в возможности измерить качество изображения или видео и оценить искажение, которое было добавлено к нему на разных этапах. Один из очевидных способов определения качества изображения или видео — узнать мнение наблюдателей. В конце концов, эти сигналы предназначены для потребления человеком. Однако такой метод неосуществим не только из-за огромного количества изображений и видео, которые находятся «где-то там», но и потому, что мы хотим иметь возможность встроить методы измерения качества в самые алгоритмы обработки изображений и видео, чтобы их качество вывода может быть максимальным для данного набора ресурсов.

Цель исследования в задача Оценка качества изображения заключается в разработке количественных показателей, которые могут автоматически прогнозировать воспринимаемое качество изображения. Вообще говоря, объективный показатель качества изображения может играть важную роль в широком спектре приложений, таких как получение изображений, сжатие, обмен данными, отображение, печать, восстановление, улучшение, анализ и нанесение водяных знаков. Во-первых, его можно использовать для динамического монитор и отрегулируйте качество изображения.Во-вторых, его можно использовать для оптимизировать алгоритмы и настройки параметров систем обработки изображений. В-третьих, его можно использовать для ориентир системы и алгоритмы обработки изображений.

Короче говоря, объективное измерение качества (в отличие от субъективной оценки качества людьми-наблюдателями) направлено на определение качества изображений или видео алгоритмически. Цель исследования объективной оценки качества (ОК) — разработать алгоритмы, прогноз качества которых хорошо согласуется с субъективными оценками людей-наблюдателей.

Алгоритмы контроля качества изображений и видео можно разделить на три большие категории:

• Полный справочник (FR) QA методы, в которых алгоритм контроля качества имеет доступ к «идеальной версии» изображения или видео, с которой он может сравнить «искаженную версию». «Идеальная версия» обычно исходит от высококачественного устройства сбора данных, прежде чем она будет искажена, скажем, артефактами сжатия и ошибками передачи.Однако эталонное изображение или видео обычно требует гораздо больше ресурсов, чем искаженная версия, и поэтому FR QA обычно используется только как орудие труда для разработки алгоритмов обработки изображений и видео для лабораторных испытаний и не может использоваться в качестве заявление .

• Без ссылки (NR) QA методы, в которых алгоритм QA имеет доступ только к искаженному сигналу и должен оценивать качество сигнала, не зная об «идеальной версии».
  Какими параметрами определяется качество изображения: Какими параметрами определяют качество видеоизображения?