عامل كيل
عامل كيل ، نسبةً إلى مهندس شركة RCA، ريموند د. كيل ، [ 1 ] هو مُعامل يُستخدم للحد من عرض نطاق إشارة الصورة المُستخلصة لتجنب ظهور أنماط تردد الخفقان عند عرض الصورة على جهاز عرض مُختلف ، ويُعتبر عادةً 0.7. وقد قاسه ريموند د. كيل وزملاؤه لأول مرة عام 1934، فكانت قيمته 0.64، لكنه خضع لعدة تعديلات نظرًا لاعتماده على إدراك الصورة، وبالتالي فهو أمرٌ شخصي، كما أنه يعتمد على نوع الشاشة. [ 2 ] ثم عُدّل لاحقًا إلى 0.85، ولكنه قد يتجاوز 0.9 عند استخدام مسح البكسل الثابت (مثل CCD أو CMOS ) وشاشات العرض ذات البكسل الثابت (مثل LCD أو البلازما )، أو قد ينخفض إلى 0.7 عند استخدام مسح مدفع الإلكترون .
من منظور آخر، يُحدد عامل كيل الدقة الفعّالة لجهاز عرض مُحدد، إذ لا يُمكن استخدام الدقة الكاملة دون تدهور تجربة المشاهدة. وتعتمد الدقة الفعلية المُقاسة على حجم البقعة وتوزيع شدتها. ففي أنظمة المسح الإلكتروني ، عادةً ما يكون توزيع شدة البقعة غاوسيًا. أما في أجهزة اقتران الشحنات ، فيكون التوزيع شبه مستطيل، ويتأثر أيضًا بشبكة أخذ العينات والمسافة بين البكسلات.
يُذكر أحيانًا خطأً أن عامل كيل موجود لتفسير تأثيرات التداخل . التداخل بحد ذاته لا يؤثر على عامل كيل، ولكن نظرًا لأن الفيديو المتداخل يجب أن يخضع لترشيح تمرير منخفض (أي تشويش) في البعد الرأسي لتجنب التداخل المكاني الزمني (أي تأثيرات الوميض)، يُقال إن عامل كيل للفيديو المتداخل يبلغ حوالي 70% من عامل كيل للفيديو التقدمي بنفس دقة خطوط المسح.
مشكلة تردد النبض
لفهم كيفية حدوث التشوه، تخيل عملية خطية مثالية من أخذ العينات إلى العرض. عندما تُؤخذ عينة من إشارة بتردد يساوي على الأقل ضعف تردد نايكويست ، يمكن إعادة بنائها بالكامل باستخدام مرشح تمرير منخفض، لأن طيف التكرار الأول لا يتداخل مع طيف النطاق الأساسي الأصلي. في الشاشات المنفصلة، لا تخضع إشارة الصورة لمرشح تمرير منخفض لأن الشاشة تستقبل قيمًا منفصلة كمدخلات، أي أن الإشارة المعروضة تحتوي على جميع أطياف التكرار. يؤدي تقارب أعلى تردد لإشارة النطاق الأساسي مع أدنى تردد لأطياف التكرار الأولى إلى ظهور نمط تردد الخفقان . قد يكون النمط المرئي على الشاشة مشابهًا أحيانًا لنمط موير . عامل كيل هو مقدار التخفيض اللازم في عرض نطاق الإشارة بحيث لا يلاحظ المشاهد أي تردد خفقان.
أمثلة
- تُقسّم صورة التلفزيون التناظري (مثلًا، PAL بتردد 50 هرتز ) ذات 625 خطًا إلى 576 خطًا مرئيًا من الأعلى إلى الأسفل. لنفترض وضع بطاقة عليها خطوط أفقية سوداء وبيضاء أمام الكاميرا. الدقة الرأسية الفعّالة لنظام التلفزيون تساوي أكبر عدد من الخطوط التي يمكن أن تظهر ضمن ارتفاع الصورة كخطوط منفصلة. ولأن من غير المرجح أن تتطابق الخطوط تمامًا مع خطوط مستشعر الكاميرا، فإن العدد أقل بقليل من 576. باستخدام عامل كيل 0.7، يمكن تحديد العدد ليكون 0.7 × 576 = 403.2 خطًا من الدقة.
- يمكن استخدام عامل كيل لتحديد الدقة الأفقية المطلوبة لمطابقة الدقة الرأسية التي يحققها عدد معين من خطوط المسح . بالنسبة لشاشة 576i بتردد 50 هرتز، ونظرًا لنسبة العرض إلى الارتفاع 4:3 ، يجب أن تكون الدقة الأفقية المطلوبة 4/3 ضعف الدقة الرأسية الفعالة، أي (4/3) × 0.7 × 576 = 537.6 بكسل لكل خط . وبالنظر إلى أن 537.6 بكسل تساوي 268.8 دورة كحد أقصى لنمط البكسل المتناوب، ونظرًا لأن شاشة 576i بتردد 50 هرتز لها فترة خط نشطة تبلغ 52 ميكروثانية، فإن إشارة الإضاءة الخاصة بها تتطلب نطاق ترددي قدره 268.8/52 = 5.17 ميجاهرتز.
- ينطبق عامل كيل بالتساوي على الأجهزة الرقمية. باستخدام عامل كيل 0.9، فإن نظام فيديو عالي الوضوح بدقة 1080 بكسل يستخدم كاميرا CCD وشاشة LCD أو بلازما سيحتوي فقط على 1728 × 972 خطًا من الدقة.
تاريخ
| مصدر | عامل كيل | |
|---|---|---|
| كيل، بيدفورد وترينر (1934) [ 2 ] | 0.64 | |
| ميرتز وغراي (1934) | 0.53 | |
| ويلر ولوغرين (1938) | 0.71 | |
| ويلسون (1938) | 0.82 | |
| كيل، بيدفورد وفريدندال (1940) [ 1 ] | 0.85 | |
| بالدوين (1940) | 0.70 | |
انظر أيضاً
مراجع
- 1 2 كيل؛ بيدفورد؛ فريدندال (يوليو 1940). "تحديد العدد الأمثل للخطوط في نظام التلفزيون". مراجعة آر سي إيه . 5 (1): 8-30 .
- 1 2 كيل، آر دي؛ بيدفورد، إيه في؛ ترينر، إم إيه (نوفمبر 1934). "نظام تلفزيوني تجريبي". وقائع معهد مهندسي الراديو . 22 (11): 1246.
- م. روبن، "إعادة النظر في كيل"، هندسة البث، مايو 2003.
- إس. مولين، "ما هو 1080 بالضبط؟"، HDV@Work، فبراير 2006.
- J. Amanatides, "Antialiasing of Interlaced Video Animation", SIGGRAPH 90.
- جي. تونج، "عملية مسح التلفزيون"، مجلة SMPTE، يوليو 1984، صفحة 657
- شرح عامل كيل بعبارات بسيطة
- تكنولوجيا التلفزيون