Исследование и разработка методов контроля качества восстановления фонограмм тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.18, кандидат технических наук Гильвер, Сергей Геннадьевич

• Гильвер, Сергей Геннадьевич
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Гильвер, Сергей Геннадьевич

Введение.

Глава 1. Анализ методов контроля качества фонограмм кинофильмов.

1.1. Технология контроля качества звукового сигнала с различной динамической структурой.

1.2. Методы частотного анализа качества фонограмм.

1.3. Программные средства анализа качества фонограмм.

Глава 2. Контроль качества фонограмм по характеристикам шумов.

2.1. Анализ шумов акустических сигналов методом р Ф вейвлет-анализа.

2.2. Статистический анализ вейвлет - характеристик шумов.

2.3. Кластерный анализ шумов.

Глава 3. Анализ качества транспортирования перфорированных носителей информации.

3.1. Источники нестабильности движения архивных материалов.

3.2. Пороговые методы обработки вибрационных сигналов.

3.3. Обработкавейвлет-коэффициентов для выделения шума.

Глава 4. Аппаратные методы совершенствования диагностирования качества транспортирования архивных носителей инфор # мации.

4.1. Механизм транспортирования перфорированных носителей информации.

4.2. Использование диагностической информации при регулировании.

4.3. Виртуальные средства диагностирования аудиовизуальной техники.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка методов контроля качества восстановления фонограмм»

Естественное старение материалов, условия эксплуатации и хранения привели к угрозе потери значительного количества архивных кинофильмов, которая может быть ликвидирована энергичными мерами по организации их копирования на современные носители информации. Вместе с тем архивные фонограммы обладают специфическими дефектами, обусловленными старением и условиями хранения. В настоящее время восстановление каждого кинофильма очень кропотливый, медленный и дорогостоящий процесс в силу субъективных методов устранения дефектов и слабой автоматизации этого процесса. Огромное количество фонограмм, нуждающихся в срочном перекопиро-ваннии, делает чрезвычайно актуальной задачу типизации основных дефектов и автоматизации этого процесса.

Процесс копирования состоит из ряда последовательных фотографических операций: изготовление негатива и эталонной копии, дубль-негатива, предназначенного для тиражирования, изготовление фильмокопий массовой печати и изготовления копий для длительного хранения (в настоящее время в оцифрованном виде).

В силу большого числа технологических факторов многозвенного кинематографического процесса необходимо создание аппаратно-технологического комплекса контроля этих процессов на базе вычислительной техники.

В работах Ч.Э.К.Миза, Т.Х.Джеймса, Н.Н.Гороховского, В.Г.Комара, П.В.Козлова, К.В.Чибисова, Н.И.Кириллова, В.С.Чельцова, Д.Нюберга, Л.Ф.Артюшина, Н.С.Овечкиса, Р.У.Г.Ханта, К.Дж.Бартлесона, Н.Ота были установлены основные принципы копирования и требования, которым должны удовлетворять кинопленки по градационным, спектральным и структурным свойствам.

Службы архивов кинематографии, обладая уникальными материалами, многие из которых существуют в единственных экземплярах, прилагают значительные усилия для обеспечения их сохранности. Тем не менее, непрерывно возникают новые, неизвестные ранее, проблемы и ситуации, приводящие к потерям архивных материалов при длительном хранении. Многие из этих материалов безвозвратно разрушаются. В такой же степени это относится и к фонограммам. Основные требования, обеспечивающие стабильность параметров фонограмм для кинематографии и телевидения при их хранении, определены международным и отечественным стандартами. Стандартами ИСО установлены предпочтительные условия хранения звуковых фонограмм, находящихся в фонотеках или архивах.

В диссертационной работе Ковалевской Н.С. и статьях [23,24,25, 26,27,28] рассмотрены концепция долговременного хранения аналоговых фонограмм кинофильмов посредством перевода их в цифровую форму записи с последующим копированием цифровых копий. Основное внимание уделено аппаратным методам контроля качества воспроизведения:

- разработке тест-фильмов, позволяющих проводить контроль установки магнитных головок без изменения их положения;

- разработке метода контроля и регулировки фазо-частотных характеристик стереоканалов и др.

Следует отметить, что при этом не учитывается ряд важных факторов:

- отсутствует технология перевода фонограмм архивных фильмовых материалов в цифровую форму, основанная на учете изменения геометрии звуковых дорожек в результате усадки и динамических характеристик транспортирования конкретного носителя даже в условиях идеальных механизмов;

- нет инструментальных средств анализа и контроля сигналов фонограмм архивных фильмовых материалов и др.

Существо работы заключается в разработке технологии контроля качества фонограмм архивных материалов, создании параметрической модели преобразования звукового сигнала, разработке алгоритмов выбора параметров модели на основании анализа конкретных фонограмм, автоматизации процесса контроля качества фонограмм, внедрении разработанной технологии.

В работе ставится задача анализа специфических дефектов звукового сигнала фонограмм архивных кинофильмов в автоматическом режиме, запись и контроль качества восстановленной фонограммы на цифровом носителе.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие научные задачи:

- структурный анализ и классификация звукового сигнала фонограммы архивных фильмовых материалов;

- создание математической модели с применением вейвлет-анализа для анализа восстановленных фонограмм звукового сопровождения кинофильма;

- разработка методов и технологии контроля качества фонограмм на основании анализа звукового сигнала фонограммы.

- обоснование выбора программного обеспечения для проведения процедуры контроля качества фонограмм;

- разработка пользовательского интерфейса для решения задач контроля качества восстановления фонограмм.

На защиту вынесены следующие основные положения:

- технология копирования и восстановления фонограмм;

- применение вейвлет-анализа для анализа качества восстановления фонограмм;

- структурный и статистический анализ шумов фонограмм методом вейвлет-анализа;

- аппаратные методы и применение программных средств для анализа качества восстановления фонограмм.

При проведении теоретических исследований использовались положения теории спектрального и вейвлет-анализа, теории вероятности и математической статистики. При разработке технологии копирования и восстановления фонограмм применялись методы экспертных оценок и основы прикладной метрологии. Для качественного и количественного анализа достоверности разработанных моделей использовались методы компьютерного моделирования.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы.

Заключение диссертации по теме «Приборы и методы преобразования изображений и звука», Гильвер, Сергей Геннадьевич

Выводы по работе

Научная новизна

1. Предложено математическое описание характеристик шумов с помощью вейвлет-анализа в частотной области.

2. Получены аналитические зависимости, связывающие характеристики вейвлет-анализа с параметрами, характеризующими стабильность копирования и воспроизведения фонограмм.

3. Разработана модель статистического анализа стабильности характеристик шумов.

Практическая ценность. Полученные в работе результаты являются методологической основой, обеспечивающей копирование фонограмм гарантированного уровня качества. Их практическая ценность состоит в том, что они позволяют:

1. Разработать технологию контроля качества фонограмм по характеристикам шумов с использованием вейвлет-анализа,

2. Разработать рекомендации по применению программных средств, обеспечивающих проведение процедуры контроля качества и восстановления фонограмм,

3. Выполнить компьютерное моделирование и сформировать критерии для контроля качества фонограмм,

4. Обеспечить сопоставимость результатов контроля, полученных при использовании различных методов, средств и процедур измерений.

Реализация и внедрение результатов работы

Создание на базе Госфильмофонда России участка контроля и копирования на цифровой носитель архивных фонограмм. Подготовка и утверждение соответствующего технологического регламента.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на четырех конференциях:

- международной 1-ой конференции «Современные технологии в кинематографии», Санкт-Петербург-Репино, 15-17 апреля 2004,

- международной П-ой конференции «Современные технологии в кинематографии», Москва, 07-09 апреля 2005,

- международной УШ-ой конференции «Современные технологии в кинематографии», Санкт-Петербург- Репино, 12-14 апреля 2006,

- международной конференции «О порядке сдачи-приемки исходных фильмовых материалов кино- и видеофильмов на постоянное хранение в Госфильмофонд России», Москва, октябрь 2005.

Публикации

По задачам, решённым в диссертационной работе, и по результатам диссертационных исследований опубликовано три научные работы (из них: одна - монография) и получен один патент на изобретение.

Заключение

Рекомендованная в работе комплексная система обеспечивает оперативный аппаратный контроль качественных параметров записанного сигнала.

Сочетание вайвлет-анализа, статистических оценок и кластеризации позволяет более эффективно проводить диагностирование характеристик шумов акустических сигналов.

Разработаны рекомендации по применению соответствующего программного обеспечения. Данный комплекс обеспечивает регистрацию основных параметров записанного сигнала. При этом значительно уменьшится «человеческий фактор» при контроле фонограмм.

В процессе выполнения работы использовались фонограммы следующих фильмов (табл.4.1).

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Гильвер, Сергей Геннадьевич, 2006 год

1. Алексеев К.А. Модели и алгоритмы вейвлет-обработки сигналов датчиков с применением лифтинга. Ч. 1. Теоретические основы лиф-тинга, 4.2. Численное моделирование // "Датчики и системы", 2002, №1. - С. 3-9. - №2. - С. 2-5.

2. Белоусов A.A. Диагностика механических систем аудиовизуальной техники. СПб.: Политехника, 2002. 152 с.

3. Биргер И.А. Техническая диагностика. М.: Машиностроение, 1978. 239с.

4. Бургов В.А. Теория фонограмм //М. Искусство, 1984. -С.37-39.

5. Блаттер К. Вейвлет-анализ. Основы теории.-М.: Техносфера, 2004. -114с.

6. Василевский Ю.А. Практическая энциклопедия по технике аудно- и видеозаписи. М.:ТОО "Леруша". 1996. 248с.

7. Вахитов Я.Ш., Щевьев Ю.П. Вибрация и шумы киноаппаратуры: Учебное пособие (конспект лекций). -Л.: изд. ЛИКИ, 1988. 64с.

8. Вибродиагностика: Моногр./ Розенберг Г. Ш. Мадорский Е.З.,Голуб Е.С. и др.; под ред. Г.Ш. Розенберга. СПб.: ПЭИПК, 2003. - 284.-284с., ил.

9. Ю.Гильвер С.Г. Технология копирования и восстановления звукового сопровождения кинофильмов. Глава 9 в книге: Белоусов А.А, Винокур А.И, Васин М.С. Технология копирования архивных фильмовых материалов.- М.: НИКОИ, 2003. С.159-171.

10. Глухов, И.Ф. Зорин, A.B. Никонов A.B. Измерение и контроль в трактах звукового вещания. // М.: Радио и связь. 1984. С.18-20.

11. ГОСТ 4.304-85. Аппаратура и приборы для измерения вибрации. Номенклатура показателей.

12. ГОСТ 11948-82. Приборы для измерения коэффициентов детонации, колебания скорости, паразитной амплитудной модуляции и дрейфа скорости аппаратуры для записи и воспроизведения звука. Технические требования. Методы испытаний.

13. ГОСТ 13699-91 Запись и воспроизведение информации. Термины и определения./М.: Изд. Стандартов.

14. ГОСТ 24346-80. Вибрация. Термины и определения.

15. Дж. Тревис. Lab View для всех. М.: ДМК Пресс; ПриборКомплект, 2004.-78с.

16. Дьяконов В. П. Вайвлеты. От теории к практике. М.: COJIOH-P, -2002. - 448 с.

17. Закс Г.К. Клименко В.И. Измерения в практике звукозаписи. 111/1: Искусство. 1981. С.27-29.

18. ИСО 1189:1986 Кинематография. Характеристика записи магнитных фонограмм на 35-мм магнитной ленте, кроме фильмокопий с магнитными дорожками. Технические данные.

19. ИСО 12612: 1998 Кинематография Международный обмен фильмовыми материалами - Технические характеристики.

20. ИСО 12606: 1998 Кинематография Условия долгосрочного хранения магнитных звуковых фонограмм для кино и телевидения.

21. Ишуткин ЮМ., Раковскип В.В. Измерения в аппаратуре и воспроизведения звука кинофильмов. // М.: Искусство. 1985. С.22-27.

22. Ковалевская Н.С., Витебский Б.М., Шитов JI.B. Рязанов A.B. Аудиовизуальный метод контроля звуковоспроизведения матричных систем стереофонии. // Проблемы записи и воспроизведения звука вкинематографии: Сб. науч. тр. НИКФИ. М.; НИКФИ. 1987. С. 4952.

23. Ковалевская Н.С. Звуковые тест-фильмы. Номенклатурный каталог НИКФИ. М.:НИКФИ. 1993. 20с.

24. Ковалевская Н.С. Будущее исходных архивных фонограмм кинофильмов. Депонированная рукопись № 180-кт Д01, в ОНТИ НИКФИ, 28.01.2001 г. Шифр хранения ДР-209.

25. Ковалевская Н.С. Будущее исходных архивных фонограмм кинофильмов. //ТКТ. 2001. № 4. - С.36-37.

26. Ковалевская Н. С. Будущее исходных архивных фонограмм кинофильмов.// Организационно-правовые. Финансовые и научно-технические аспекты современного телерадиовещания. Жуковский: НПФ "ЭРА"2001. с. 64-65.

27. Ленк А., Рениту Ю. Механические испытания приборов и аппаратов / Пер. с нем. М.: Мир, 1976. 270 с.

28. Майоров JI.H., Васин М.С., Винокур А.И.,. Гильвер С.Г. Патент на изобретение «Механизм транспортирования кино- и фотопленки»2002133926/28(035928) от 17.12.2002.31 .Маньковский B.C. Основы звукооператорской работы. //М: Искусство. 1985. С.24-27.

29. Мазо Я.А., Устинов В.А. Хранение фонограмм на магнитной ленте //ТКТ. 1974.-№7. С. 20-25.

30. МЭК 60268-10 Часть 10 Пиковые измерители уровня.

31. МЭК 386 Method measurement of speed fluctuations in sound recording and reproducing equipment. Amendment No. 1 (1988).

32. МЭК-94, часть 5 Electrical magnetic tape properties. Amendment 1.

33. OCT 19-252-2000 Исходные видеограммы и фонограммы кинофильмов для использования в технологическом процессе подготовки оригинала диска DVD-Video (Digital Versatile Disk).

34. Пейч JI. И., Точилин Д.А., Поллак Б.П. LabView для новичков и специалистов. М.: Горячая линия - телеком, 2004.- 384 с.

35. Петелин Р. Ю., Петелин Ю. В. Cool Edit Pro 2. Секреты мастерства.-М.: -Компьютер и творчество, 2004.- 432 с.

36. Пугачев B.C. Введение в теорию вероятностей. М.: Наука, 1968. -368с.

37. РТМ 19-87-80 Кинофильмы. Условия долгосрочного хранения исходных фильмовых материалов в специализированных Госфильмо-архивах.

38. РТМ 19-256-2000 Руководящий технический материал "Процесс перевода исходных магнитных аналоговых фонограмм кинофильмов, записанных на 35-мы перфорированных магнитных лентах, на цифровые носители записи. Технологический регламент".

39. Смоленцев Н.К. Основы теории вейвлетов. Вейвлеты в MATLAB. -М.ДМК Пресс, 2005. 304 с.

40. Чуи К. Введение в вэйвлеты. М.: Мир, 2001. 150с.

41. Ширман А.Р., Соловьев А.Б. Практическая вибродиагностика и мониторинг состояния механического оборудования. Москва, 1996. -276с.

42. Явленский А.К., Гильвер С.Г., Жаворонков К.А. Диагностирование характеристик шумов акустических сигналов методом вейвлет-анализа// Проблемы развития кинематографа и телевидения: Сб. на-учн. тр. /СПбГУКиТ.- СПб., 2006.- Вып. 19 С. 35-41.

43. Явленский К.Н., Явленский А. К. Вибродиагностика и прогнозирование качества механических систем. JL: Машиностроение, - 1983. - 239с.

44. Donoho D.L., Johnstone I .M. Neo-classical minimax problems, thresholding, and adaptation // Bernoulli, 1996, #1. pp. 39-62.

45. Donoho D.L. De-noising by soft-thresholding // IEEE Trans, on Inform. Theory, 1995, #3. pp. 613-627.

46. Jeeler D. Long-term storage of video tape // J. SMPTE. 1983 № 6 -pp. 650-654.

47. Lindholm. Spacing Losses in Finite Track Width Reproducing Systems. // IEEE trans/mgnetics. Vol. Mag-14. No.2. march 1978. pp. 55-59.

48. Michael Croll. The Life Expectancy of Optical Recording //J IMAGE TEXNOLOGY (BKSTS). 1991 -№ 4., pp. 80-85.

49. Morten. Jacobsen Determining news standards for long lerm storage.// IMAGE TEXNOLOGY (BKSTS). 1992.-№9. pp. 34-37.

50. Peter Copeland Sound preservation // J. IMAGE TEXNOLOGY (BKSTS). 1991 .№3.-pp.l9-23.

51. Pritchard Black and white duplication for archives. // IMAGE TEXNOLOGY (BKSTS). 1991.-№02.-pp. 14-16.

52. Roger. Easton National Archives approach to film, sound and videotape archiving.// IMAGE TEXNOLOGY (BKSTS). 1993.-№10.-pp. 17-27.