Почему яркая область видеокадра теряет градации при клиппировании

Клиппирование — ограничение сигнала максимальным или минимальным кодом представления. После достижения границы уровни, различавшиеся до ограничения, записываются одинаково. Иногда картинка выглядит приемлемой по общей яркости, хотя часть тональных различий уже потеряна.

Оптический, цифровой и экранный масштабы

Объектив формирует изображение в промежуточной плоскости, камера переводит его в решётку элементов, а программное обеспечение отображает эти данные на экране. Увеличение в каждом звене относится к своей паре плоскостей. Изображение можно увеличить на экране без изменения детализации объекта. При установке адаптера, напротив, меняется геометрический масштаб на сенсоре.

Расчётная модель

Рассматривается восьмибитный монохромный выход с кодами от 0 до 255. Задан входной уровень после линейного усиления. Выход ограничивается максимальным представимым кодом.

Входная величина x — Расчётный код до ограничения.

y = min(x, 255)

Результат y — Код после ограничения. min — выбор меньшего из двух чисел.

Подстановка для одного случая

Возьмём второе условие таблицы. При x = 240 выражение принимает вид min(240, 255). После вычисления получаем y ≈ 240. В соседних строках меняется только входная величина.

Расчётный код до ограничения	Код после ограничения	Изменение y к первой строке
180	180	0
240	240	+60
270	255	+75
350	255	+75

График. Код после ограничения в зависимости от Расчётный код до ограничения. Значения приведены в таблице. — Точки соответствуют строкам таблицы. Пунктир соединяет рассмотренные условия.

Как проверить вывод

Посмотрите на гистограмму до тональной коррекции. Скопление отсчётов на предельном коде указывает на возможную потерю различий в яркой области.

Граница применимости

Одинаковый белый код может соответствовать нескольким исходным уровням. Уменьшение яркости монитора после клиппирования не возвращает эти различия.

Для воспроизводимой съёмки используют метки с известным шагом, устойчивое положение и фиксированные параметры записи. В зависимости от задачи отдельно оценивают освещение, фокус, положение краёв поля и насыщение. Примеры оптических и видеосистем из каталога иллюстрируют устройство рабочего места; величины упражнения относятся к описанной модели.

Проверьте себя

При каком из приведённых входных значений получится 255 по столбцу «Код после ограничения»?

Показать разбор

Подстановка в выражение даёт min(270, 255) ≈ 255. Такой результат дают несколько значений: 270; 350.

Оборудование и характеристики

Кольпоскопы в каталоге ИНФОМЕД. Ниже приведены примеры исполнений и сведения из их карточек. Значения учебного опыта заданы отдельно.

Оборудование	Параметр карточки	Описание исполнения
Dr. Camscope DCS-102 — видеокольпоскоп SOMETECH	Увеличение	10–30× без смены объектива в предусмотренной видеоконфигурации
Dr. Camscope DCS-102 — видеокольпоскоп SOMETECH	Тип	Видеокольпоскоп с ручной камерой и волоконным освещением
ZEISS OPMI pico — кольпоскоп с видеодокументированием	Видео	Опциональная аналоговая 1CCD или отдельная Full HD 1080p конфигурация
ZEISS OPMI pico — кольпоскоп с видеодокументированием	Запись	Фото или видео, формат, программное обеспечение и хранение
Видеокольпоскопы EDAN C3 и C6: оптика и архив изображений	Экран и захват	Совместимость видеосигнала и качество сохранённого кадра
Видеокольпоскопы EDAN C3 и C6: оптика и архив изображений	Модель камеры	C3 или C6 с соответствующими увеличением и фильтром

Dr. Camscope DCS-102 — видеокольпоскоп SOMETECH

В спецификации также указаны автоматическое усиление AGC, фиксированный баланс белого и минимальная освещённость 2 лк. Последнее значение является характеристикой чувствительности камеры и не определяет рекомендуемые условия медицинского обследования. Фиксированный баланс белого не следует описывать как произвольную автоматическую компенсацию любого источника освещения. Для достоверного представления цветов важно использовать предусмотренный световой тракт и оценить настройки отображения. Изменения яркости, контраста и цветности на внешнем мониторе влияют на воспринимаемую картину, даже если камера и исследуемая область остаются прежними.

Карточка оборудования ИНФОМЕД

ZEISS OPMI pico — кольпоскоп с видеодокументированием

Гинекологический OPMI pico располагается на мобильном напольном основании с четырьмя колёсами, которые допускают фиксацию. Для несущей системы указан диапазон перемещения по высоте ±300 мм. Такая конструкция позволяет подвести головку к рабочей области, изменить её положение и отвести после завершения обследования. Напольный вариант требует свободного пространства не только под основание, но и для перемещения плеча. При планировании кабинета необходимо учитывать соседнее оборудование, положение кресла и путь кабелей, соединяющих оптику, источник света и видеосистему.

Карточка оборудования ИНФОМЕД