Leistungscharakteristika von ATM-Netzen für ... - Torsten E. Neck

76 2H2HKONTINUIERLICHE MEDIEN IM ARTEMIS/MONSUN-KONZEPT UND IHRE LEISTUNGSANFORDERUNGEN
Die charakteristischen Größen bei der Ortsdiskretisierung sind damit das Seitenverhältnis (dc)/(b-a)
des Bildes und das Seitenverhältnis Δx/Δy eines Bildpunktes (Pixels).
Als Qualitätskennzahl der Ortsdiskretisierung ist die Mächtigkeit des Ortsraumes F’
entscheidend. Sie liegt bei einfachen Bildverarbeitungssystemen bei etwa 250 000 Pixeln,
bei Druckvorlagen hingegen bei 100 000 000 Pixeln. Die für unsere Betrachtungen typische
Anwendung des digitalen TV liegt nach der CCIR-Norm 601 bei 420 000 Pixeln mit einem
Bildseitenverhältnis von 4:3.
Für den Einsatz mit ARTEMIS/MONSUN spielt dieser Qualitätsparameter bei der Auswahl des
verwendeten Video-Systemes eine Rolle. Die in Europa verbreiteten Farbfernsehnormen PAL
und SECAM arbeiten beispielsweise mit 625 Zeilen, NTSC in Nordamerika mit 525 Zeilen.
Das Seitenverhältnis beträgt 4:3. Das zukünftige Hochauflösende Fernsehen HDTV wird mit
1250 Zeilen bei einem Seitenverhältnis von 16:9 arbeiten.
5.2.3 Kanal-Diskretisierung:
Das menschliche Auge ist in der Lage, elektromagnetische Wellen im Bereich von 380 nm
bis 760 nm als Farben von blau bis rot wahrzunehmen. Für einen Farbeindruck ist das
Spektrum über diesem Wellenlängenbereich verantwortlich, das mit Hilfe der Funktion S(λ)
mathematisch wiedergegeben werden kann. Das kontinuierliche Spektrum wird im Rahmen
der Kanal-Diskretisierung in endlich viele endliche Intervalle mit den Grenzen λ 1
und λ 2
approximiert. Der Wert für ein Pixel, d. h. die Amplitude A der Bildfunktion I, ergibt sich
durch:
A = k
λ
2
∫
λ
1
S(
λ)
r(
λ)
dλ
Die Funktion r ist hierbei die Spektralwertfunktion, die die Empfindlichkeit eines Sensors
modelliert, der die Strahlungsfunktion S aufnehmen muß (z. B. die Empfindlichkeit eines
CCD-Chips). Durch den Faktor k kann die Funktion A auf einen Wertebereich normiert
werden.
Die zum Einsatz kommenden Spektralwertfunktionen sind durch das Deutsche
Institut für Normung (DIN) im Dokument DIN 5033, „Farbmessung“, standardisiert. Hier
geschieht die Messung aufgrund der drei verschiedenen Kanäle Rot, Grün und Blau.
Für die Bildverarbeitung von besonderer Wichtigkeit sind die Farbdarstellungen mittels eines
Kanales „Helligkeit“ (Luminanz, L) und zweier Kanäle für die „Farbdifferenz“ (Chrominanz, u
und v). Diese Kanalaufteilung entspricht dem Farbsehen in der Retina des menschlichen
Auges, wo also nicht Rot-Grün-Blau-Mischungen wahrgenommen werden, sondern eine
Helligkeit, eine Rot-Grün-Differenz und eine Blau-Gelb-Differenz. Physiologisch ist dies
durch die Wahrnehmung mittels Stäbchen (Schärfe, Luminanz) und Zäpfchen (Farben,
Chrominanz) im Auge begründet 331 .
Die Kanalauflösung des Auges spielt für die Auslegung von Bildverarbeitungssystemen in
der TV- und Video-Technik eine entscheidende Rolle. Hier gibt es Kameras, die eine
Kanaltrennung in drei Komponenten, zwei Komponenten oder nur einer Komponente und
nach verschiedenen Verschaltungen vornehmen.
31
Die Verteilung der Rezeptoren begründet die verbesserte Bewegungsauflösung im Randbereich des
Gesichtsfeldes und die Farbwahrnehmung allein im „Detailkanal“ im Zentrum des Gesichtsfeldes. Die
Chrominanz-Charakteristik erklärt das Auftreten von Farbenblindheit in den Ausprägungen Rot-Grün-
Blindheit und Blau-Gelb-Blindheit: der entsprechende Kanal ist gestört.
Ermittlung der Leistungscharakteristika ATM-basierter Inhouse-Netzwerkinstallationen