Розробка методу компактного представлення відеоінформації для АСУЗТ

Abstract

UA: Дисертація присвячена вирішенню таких задач як: підвищення пропускної спроможності каналів передачі відеоданих, обробка реалістичних зображень у реальному масштабі часу зі збереженням інформаційної структури повідомлення. У роботі розроблено та досліджено новий спосіб формування серій, заснований на дослідженні функцій за допомогою похідної. Для опису функції параметра візуалізації запропонований математичний апарат, який використовує поліноміальну функцію регресії та метод найменших квадратів для чисельного знаходження її параметрів. На базі запропонованого способу формування серій та математичного апарата їхнього опису розроблені метод представлення відеоінформації, алгоритми та структурна схема технічного засобу стиску відеоданих. Виконано порівняльну оцінку розробленого методу. Розроблений метод дозволяє усувати як статистичну, так і психовізуальну надмірність, виконувати згладжування,зменшувати об'єм відеоданих та підвищувати пропускну спроможність каналів передачі даних.

RU: Диссертация посвящена вопросу разработки метода представления видеоинформации для информационной подсистемы АСУЖТ, позволяющего повысить пропускную способность каналов передачи видеоданных. При создании информационных подсистем АСУЖТ необходимо повышать информационную емкость, достоверность и оперативность предоставляемой информации за счет увеличения количества независимых источников информации о состоянии объектов железнодорожного транспорта. В качестве дополнительных источников информации могут использоваться датчики визуальной информации. Применение датчиков, средств обработки, передачи и хранения видеоинформации даст возможность оператору АСУЖТ: расширить круг контролируемых объектов железнодорожного транспорта, состояния которые нельзя проконтролировать с помощью других датчиков; повысить информационное обеспечение процесса управления и безопасность управления перевозками. Использование визуальных датчиков информации приведет к многократному увеличению потока данных, передаваемых по каналам связи. Поэтому необходимо повышать пропускную способность каналов связи за счет применения методов и средств компактного представления видеоинформации, работающих в реальном масштабе времени, с сохранением информационной структуры сообщения. В качестве базового метода представления видеоинформации предлагается использовать метод серий. В работе определены направления повышения эффективности этого метода при представлении реалистических изображений, имеющих значение вероятности обнаружения перепада в диапазоне 0.51.0. Разработан и исследован новый способ формирования серий, основанный на исследовании функции с помощью производных. Новый способ позволил объединять в серии элементы изображений с сильными связями вдоль строки развертки. При таком формировании серий повышается эффективность метода серий в 516 раз за счет уменьшения их числа. Для описания функции параметра визуализации предложен математический аппарат на основе полиномиальной функции регрессии и метода наименьших квадратов, позволяющий устранить как статическую, так и психовизуальную избыточность видеоинформации. Разработаны правила масштабирования и квантования параметров регрессии, способствующие повышению производительности вычислительного процесса и сокращению цифрового описания видеоинформации. Определено максимальное оптимальное значение порядка полиномиальной функции регрессии, при котором обеспечивается необходимое качество восстанавливаемого изображения. На базе предложенного способа формирования серий и математического аппарата их описания разработан метод компактного представления видеоинформации, алгоритмы формирования и описания серий. Решен вопрос оптимального кодирования параметров серий с помощью методов статистического кодирования. Предложена структурная схема технического средства сжатия видеоданных. Выполнена сравнительная оценка разработанного метода. Предложен расчет требуемого быстродействия вычислительных средств. Разработанный метод позволяет устранить как статистическую, так и психовизуальную избыточность, выполнить сглаживание, сократить объем видеоданных и повысить пропускную способность каналов передачи видеоданных.

EN: The thesis is devoted to a solution of such tasks: a raise of an absorbent competence of channels transmission videodatas, handling of realistic images in a real time scale with preservation of an information structure of the message. In the work is developed and the new mode of shaping a series based because of researches functions with the help of by derivative is investigated. For exposition of function a parameter visualization the offered mathematical means, which uses polynomial function of a regression and method of least squares for a numerical evaluation of its parameters. The method of compact representation of a videoinformation, algorithms and block diagram of an engineering mode of compression of videodatas is developed. The comparative evaluation of the developed method is carried out. The developed method allows to eliminate as statistical, and visual a redundancy, to fulfill smoothing, to reduce volume of videodatas and to raise an absorbent competence of channels of transmission of videodatas.