На пути к IBC2009: студенческие форумы на кафедре видеотехники университета кино и телевидения 2 - 3 июля 2009 г.

Метод оптимизации вейвлетов для перцепционного кодирования звука

Среди существующих алгоритмов перцепционного сжатия звука наиболее популярным по праву считается MPEG-1 Layer 3, благодаря простоте реализации, эффективности и открытости кода. Тем не менее, ему присущи определенные недостатки, основным из которых является неточность психоакустической модели. Как известно, банк полосовых фильтров MPEG с большой погрешностью аппроксимирует функцию ширины критических групп слуха в зависимости от центральной частоты. Этот недостаток может быть устранен при использовании банка фильтров с различной шириной полос пропускания. Одним из наиболее эффективных вариантов является использование пакетного вейвлет-преобразования. Данное преобразование является адаптивным и позволяет раскладывать сигнал по особой структуре – дереву вейвлетного преобразования. Каждое ветвление этой структуры представляет собой пропускание сигнала через два квадратурно-зеркальных фильтра, импульсные характеристики которых являются вейвлетными функциями. Это позволяет делить сигнал в частотной области на полосы различной ширины. Такая модель точнее аппроксимирует критические полосы слуха по сравнению с психоакустической моделью, используемой в MPEG.
К сожалению, вейвлеты обладают недостаточной частотной селективно-стью с точки зрения обработки звуковых сигналов. Этот факт ограничивает их применение в этой области. В докладе рассматривается метод оптимизации амплитудно-частотных характеристик вейвлетных фильтров, базирующийся на применении модифицированного алгоритма Ремеза. Метод позволяет получить новые базисы вейвлетов с улучшенными частотными свойствами, главным образом за счет уменьшения числа нулевых моментов вейвлета. Автором исследовалось затухание в полосе задерживания вейвлетных фильтров при различных параметрах алгоритма оптимизации, таких как количество отсчетов импульсной характеристики фильтра, количество нулевых моментов вейвлета, ширина переходной полосы фильтра. Кроме того, при оптимизации фильтров учитывалась конкретная структура дерева пакетного вейвлет-преобразования.

Устранение артефактов, образованных движением объектов на изображениях, кодированных по стандарту MPEG-4

Рассматривается задача анализа и устранения артефактов, возникающих в результате обработки подвижных изображений, кодированных по стандарту MPEG-4.
Подвижные объекты рассматриваются на одноцветном и не одноцветном фонах. Предлагаются методы устранения артефактов, обусловленных движением объектов и появившихся на фоне при разных скоростях движения и различных скоростях потока данных (от 32 кбит/с). 
Предварительные результаты исследований показывают, что алгоритм фильтрации фоновых искажений может быть основан на методах ранговых фильтров, а построение алгоритмов для снижения заметности искажений на самих подвижных объектах зависит от структуры объектов и от вариантов их движения.

Метод стабилизации скорости движения киноплёнки
в телекинопроекторе

Среди общедоступной цифровой аппаратуры всё большее распространение получают телекинодатчики (фильм-сканеры), дающие возможность преобразовать записи на киноплёнках в цифровой вид. Нередко появляется и необходимость в просмотре на экране архивных киноплёнок, разумеется, в реальном времени. В ходе сканирования или проекции приходится иметь дело с киноплёнками, непригодными для воспроизведения в обычной кинопроекционной аппаратуре по причине их износа и хрупкости. Представляя ценность для владельцев и являясь уникальным историческим материалом, такие киноплёнки требуют осторожное обращение. В частности, их нельзя подвергать сильному и резко изменяющемуся механическому воздействию. Для этого необходимо обеспечить непрерывность работы механизма транспортирования и высокую стабильность движения киноленты относительно ПЗС-матрицы. Следователь-но, к движущим механизмам перечисленных устройств предъявляются особые требования.
В современной выпускаемой и разрабатываемой цифровой аппаратуре нашли широкое применение бесколлекторные микродвигатели постоянного тока. Их можно отнести к группе синхронных микродвигателей ввиду равенства средней частоты вращения ротора и частоты вращения поля статора. Однако, несмотря на постоянство средней частоты вращения ротора, даже в трёхфазном синхронном двигателе переменного тока имеют место колебания мгновенной частоты вращения, вызванные различными возмущающими воздействиями, что выражается отклонением фазы ротора относительно фазы поля статора. В бесколлекторном же двигателе управление вращением ротора осуществляется периодическими импульсами, что само по себе является возмущающим воздействием и неизбежно приводит к дополнительным колебаниям мгновенной частоты вращения. Очевидно, что в механизмах, использующих синхронный двига-тель, в котором предельно важна точность мгновенного углового положения ротора (лазерные записывающие устройства, фильм-сканеры, телекинопроекторы), допустимое отклонение фазы не должно превышать нескольких долей угловой минуты. Это обстоятельство становится ограничивающим фактором на пути обеспечения непрерывности движения киноплёнки в телекинопроекторе при сканировании и просмотре в реальном времени. Для устранения подобного рода сложностей в блок управления двигателем вводится система автоматической стабилизации частоты вращения с высокой точностью. Используя необходимые датчики, она сравнивает мгновенное значение фазы поля статора с мгновенным угловым положение ротора, затем формирует сигнал ошибки и воздействует им по цепи обратной связи на фазу питающего напряжения двигателя. Рассматривая двигатель как колебательное звено второго порядка, можно показать, что введение коэффициентов передачи обратной связи вызывает изменение параметров колебательного звена и, как следствие – изменение амплитуды, частоты и коэффициента затухания колебаний фазы ротора. 
В работе показано влияние коэффициентов передачи обратной связи (по пропорциональному усилению сигнала ошибки, а также его первой и второй производной) на амплитудно-частотную характеристику двигателя, представлены аналитические выражения, характеризующие параметры и характеристики колебательного звена для импульсного и периодического возмущающего воздействия, получен алгоритм нахождения оптимального соотношения между коэффициентами передачи обратной связи в соответствии с требованиями к точности стабилизации, составлена программа, позволяющая применить перечисленные операции к расчёту двигателей с произвольными параметрами соответствующего колебательного звена.
Ввиду широкого применения бесколлекторных двигателей в цифровой технике их изучение и усовершенствование представляется весьма перспективным. Поэтому исследования, проведённые в ходе научной работы, могут сыграть положительную роль при дальнейшем развитии современной кино-и телевещательной аппаратуры и решить некоторые задачи, стоящие сегодня перед цифровым кинематографом.

Рассмотрены задачи семантической классификации неподвижных цветных изображений, заданных в цифровой форме.
Используется итоговый набор выходных категорий, для которых должны приниматься решения: городской пейзаж, сельский пейзаж, лес, луг, небо и т.д. В качестве исходных характеристик изображения используются результаты анализа цвета, структуры и текстуры видеообъектов.
Приводятся стандарты моделирования предлагаемой методологии.

Формирование цветового профиля устройства ввода изображений

Основой современного управления цветом в компьютерах, поддерживающих работу с графикой, а также в цифровом полиграфическом, печатающем и фотографическом оборудовании, инструментом описания параметров цветового пространства является ICC-профиль (ICC – International Color Consortium, Международный консорциум по цвету). 
Цветовой профиль – это пересчетная схема, которая обеспечивает СММ (Color Management Module) информацией, необходимой для преобразования данных о цвете между цветовыми пространствами устройств. С практической точки зрения ICC-профиль – это инструмент преобразования цветовых пространств. Он позволяет преобразовывать цвет:
1) из одного аппаратно-зависимого цветового пространства в другое (пример: вывод на экран монитора отсканированного слайда; и монитор, и сканер снабжены профилями);
2) из аппаратно-зависимого цветового пространства в аппаратно-независимое (пример: мы сканируем слайд и получаем графический файл в другом цветовом пространстве, а не в том, которое присуще сканеру);
3) из аппаратно-независимого цветового пространства в аппаратно-зависимое (примеры: распечатка изображения из файла на принтере; вывод изображения из того же файла на монитор);
4) из одного аппаратно-независимого пространства в другое (пример: преобразование графического файла из RGB в L*a*b*). 
Полноценный цветовой профиль устройства содержит: 
- указание на то, какая цветовая координатная система должна использоваться CMM графического редактора при работе с этим профилем – так называемый Profile Connection Space (PCS); 
- цветовые координаты белой точки устройства, и, иногда, чёрной точки; 
- цветовые координаты осветителя; 
- таблицы (от 2 до 6) преобразования наборов значений плотностей красок (для печатающих устройств) или степени свечения люминофоров (для аддитивных устройств) в цветовой координатной системе PCS и обратно; 
- таблицы компенсации градационных искажений устройства; 
- таблицы предыскажений входных данных, служащие для увеличения точности преобразования (чаще всего не используются); 
- ряд других служебных данных. 
Цветовой профиль нужен для уменьшения потерь цветовой информации.
В работе наглядно представлен алгоритм формирования цветового профиля в соответствии с ICC-спецификацией 1:2004-10 «Технология управления цветом в изображениях: архитектура, формат профилей и структура данных». Построены цветовые охваты тестового изображения (цветовой мишени) и устройства ввода (камеры), а также смоделированы цветовые охваты и результирующие изображения, полученные при помощи различных способов цветопередачи.

Оценка качества изображения в системах телевизионного вещания по IP-протоколу

Передача аудиовизуальных программ по IP-протоколу (IPTV) является перспективным способом доставки аудиовизуального контента абоненту. Главными достоинствами IPTV является интерактивность видеоуслуг, наличие широкого набора дополнительных сервисов, а также передача информации по существующим сетям общего назначения. 
Помимо всех преимуществ и нововведений, которые привносит в привычное телевидение Интернет, существуют и недостатки. Изначально сети передачи данных не предназначались для передачи аудиовизуальной информации в режиме реального времени. Технология Video over IP, как составляющая комплекса IPTV, вынуждена мириться с природой работы протокола IP. К основным недостаткам относятся: задержка декодирования, потеря пакетов, вызванная перегрузками в сети и перемашрутизацией, девиация задержки доставки пакетов на приёмную сторону (пакетный джиттер), а также перестановка пакетов – прибытие пакетов на приёмную сторону не в том порядке, в котором они следовали изначально. Всё это в сочетании с искажениями видеокомпрессии, которая в условиях ограничений на канал связи может быть достаточно велика, напрямую влияют на качество передаваемой информации. 
Для оценки качества применяют объективные методы с использованием специальных приборов, а также субъективные, которые предполагают оценку качества аудиовизуальных материалов экспертами-наблюдателями. Несмотря на огромные достижения в сфере разработки устройств для телевизионных измерений, в области оценки качества ТВ контента органы восприятия человека являются наиболее совершенным измерительным инструментом. Результаты субъективных оценок позволяют сформулировать требования к характеристикам IP-сети, используемой для передачи аудиовизуальных данных. Для оценки интегрального качества необходима шкала, обеспечивающая абсолютную оценку качества.
Целью данной работы является выявление закономерностей между объективными показателями качества передачи аудиовизуальной информации по IP-сети и субъективным восприятием декодированного изображения. Задачами работы являются исследование влияния потерь пакетов и других нарушений, возникающих при передаче данных по IP-сетям, на качество аудиовизуального произведения; определение допустимого диапазона искажений путём субъективной экспертной оценки качества. Результаты работы позволят определить требования к условиям передачи аудиовизуальных данных по IP-сетям и оптимизировать их параметры для достижения наилучшего интегрального качества.

Youth and development of modern media technologies

The post industrial era is characterized by an increasing importance of information technology, creating global information opportunities as well as an increasing amount of people using high technology services, communications and information technologies. 
The consumption of content, especially video and audio content, has changed fundamentally in a very short period of time. In the 1980s it was simple to understand the market, roughly consisting of television broadcasts, cinema and VHS tape. Nowadays the industry is very different. The expectations from the audience has increased so broadcasters must enter a new world of broadband TV, web TV and mobile TV, as they position themselves to deliver content and services to viewers and consumers wherever and whenever they want it. 
TV entertainment content consumption is shifting from the TV to other screens. The PC is quickly tended to become as important worldwide as TV. The mobile phone for instance has become a device which is used all over the world, and has, due to technological development, great opportunities for accessing various types of content. 
New technologies such as Internet bring rapidly changing viewing habits. People expect video and audio content to be easy to access and to share. Consumers have more choice in content so they can make selections and filter content they receive. Convergence of devices and technology enables users to receive content in many ways, from Internet video services such as YouTube, BBC iPlayer and on-demand video content in iTunes and Last FM. With services such as Fring, users can connect multiple online accounts such as Twitter, Facebook, Myspace and Instant Messenger.

Content Consumption in the Youth Market

Nowadays we almost don’t watch TV. We can get information and take a look at pictures through Internet. At any time, in any quantity, aside from TV program and receiver. A lot of young people can do without TV set as individual device. They use TV tuner. Everything we need can be a part of computer. It’s so comfortable and don’t take a lot of space for different devices. 
Youtube and other video sites are becoming the main resource of information and the means of communication. You can watch news, listen to music or even visit a lecture from Oxford University without living home. Internet and his opportunities are really infinite. So television has to fight for the place in a life of present people. A few people has the TV access in a work time, but internet connection is available for twenty-four-hour.
In our country we have a lot of problem connected with copyrights. People don’t respect it in Russia. We can download music and films from internet for free and in a good quality. Abroad it is illegal. Music – only through iTunes or similar sources. If you want to listen to good music, you have to pay for it. The same idea with films. Only DVD. It’s the right way. It’s sad that in Russia we are so uncultured.