Диссертация (Методы и устройство формирования сигналов в цифровых видеоинформационных системах), страница 28

M. Protter, M. Elad. Image sequence denoising via sparse and redundantrepresentations // IEEE Transactions on Image Processing, 18(1), 2009, pp. 27–36.82. В. Н. Безруков, П. Ю. Комаров, Л. А. Шушкевич. Адаптивная коррекциясигнала телевизионного изображения.

// Вестник связи, № 6, 2010. – С. 4245.83. В.Н. Безруков, В.Ю. Мамаев, К.В. Селиванов. Специфика анализаапертурныххарактеристиквсистемахТелевидения//T-Comm.Телекоммуникации и транспорт, № 2, 2009. – С. 35-39.84. Медведев А.А. Методы подавления шума в вещательном телевидении.Материалымеждународнойнаучно-техническойконференции«Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения». М. –2007.85. Recommendation ITU-R BT.601-7. Studio encoding parameters of digitaltelevision for standard 4:3 and wide-screen 16:9 aspect ratios, 2011.86. В.П. Дворкович, А.В. Дворкович. Цифровые видеоинформационныесистемы (теория и практика).

–М.: Техносфера, 2012.18987. Попов А.В. Современные методы сжатия видеоинформационных сигналоввсистемахвидеоконференцсвязи//Фундаментальныепроблемырадиоэлектронного приборостроения / Материалы Международной научнотехнической конференции «INTERMATIC-2011» 14 – 17 ноября 2011 г.,Москва. / Под ред. Чл.-корр. РАН А.С. Сигова.

– М.: МГТУ МИРЭА – ИРЭРАН, 2011, часть 3. – С. 254.88. ПоповА.В.Временнаявидеоинформационныхпсихофизиологическаясигналахизбыточностьвидеоконференцсвязив//T-Comm.встандартеТелекоммуникации и транспорт, № 9, 2012. – С. 112 - 114.89. ПоповА.В.Пространственно-временноепредсказаниевидеосжатия H.264 // Фундаментальные проблемы радиоэлектронногоприборостроения / Материалы Международной научно – техническойконференции «INTERMATIC–2012», 3–7 декабря 2012 г., Москва. / Под ред.академика РАН А.С. Сигова. – М.: МГТУ МИРЭА – ИРЭ РАН, 2012, часть6. – С.

215.90. Попов А.В. Алгоритмы энтропийного кодирования при сжатии спектрателевизионного сигнала // T-Comm. Телекоммуникации и транспорт, № 4,2013. – С. 42 – 46.91. Безруков В.Н., Попов А.В., Аладин В.М. Искажения сигналов изображенияв современных системах телевидения // T-Comm. Телекоммуникации итранспорт, № 1, 2015. – С.

45 – 50.190ПРИЛОЖЕНИЯПриложение 1. Исходные коды разработанных методов внутрикадрового имежкадрового кодирования1. Алгоритм метода итерационного формирования управляющих сигналов иадаптивного сжатия внутрикадрового пространства на основеуправляющего сигнала с формированием корректирующей информации:clcclear allclose all%% ЗАГРУЗКА И ПОДГОТОВКА КАДРА К ПРЕОБРАЗОВАНИЯМA=imread('lena512color.tiff','tiff');Argb = 0.2990*A(:,:,1) + 0.5870*A(:,:,2) + 0.1140*A(:,:,3);[y, x]=size(Argb);B16=zeros(y, x);Orig2=Argb;Argb=double(Argb); % подготовка к уменьшению до среднего уровняArgb = Argb - (128*ones(y, x)); % уменьшение до среднего уровня% Матрица квантования для корректирующей информацииMask4=[16 15 100 10015 15 100 100100 100 100 100100 100 100 150];%% ФОРМИРОВАНИЕ МАТРИЦЫ КВАНОТОВАНИЯ 16X16 ИЗ 8X8Mask8=[16 11 10 16 24 40 51 6112 12 14 19 26 58 60 5514 13 16 24 40 57 69 5614 17 22 29 51 87 80 6218 22 37 56 68 109 103 7724 35 55 64 81 104 113 9249 64 78 87 103 121 120 10172 92 95 98 112 100 103 99];M8x=ones(8,8);for i1=1:1:8,for i2=1:1:7,M8x(i1,i2)=round((Mask8(i1,i2)+Mask8(i1,i2+1))/2);endM8x(i1,8)=Mask8(i1,i2+1)-Mask8(i1,i2)+Mask8(i1,i2+1);endMx8=ones(8,8);for i2=1:1:8,for i1=1:1:7,Mx8(i1,i2)=round((Mask8(i1,i2)+Mask8(i1+1,i2))/2);endMx8(8,i2)=Mask8(i1+1,i2)-Mask8(i1,i2)+Mask8(i1+1,i2);endMask16=ones(16, 16);Mask16(1:2:16,2:2:16)=M8x(:,:);Mask16(2:2:16,1:2:16)=Mx8(:,:);191Mask16(1:2:16,1:2:16)=Mask8;TmpExtra=Mask16(2:2:end,end-1)-Mask16(2:2:end,end-3)+Mask16(2:2:end,end-1);TmpExtra1=Mask16(end-1, 2:2:end)-Mask16(end-3, 2:2:end)+Mask16(end-1, 2:2:end);Mask17=ones(17,17);Mask17(1:end-1,1:end-1)=Mask16;Mask17(2:2:end,end)=TmpExtra;Mask17(end, 2:2:end)=TmpExtra1;% Матрица для расчета среднего значения путем свертки 4-х соседних эл-вC=[0 1 01 0 10 1 0];MaskTmp=round(conv2(Mask17,C)/4);Tmp=MaskTmp(3:2:end-1, 3:2:end-1);Mask16(2:2:end,2:2:end)=Tmp;MaskX=Mask16;% Управеление степенью квантования основного изображенияMaskX=MaskX.*(ones(16)*8);%---другие варианты матриц можно взять из версии V2 данного кода%% ПРЯМОЕ И ОБРАТНОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ОСНОВНОГО ИЗОЮРАЖЕНИЯAmaskT=ones(y,x);Amask=ones(y,x);x1=1;y1=1;for i1=16:16:x,for i2=16:16:y,AmaskT(y1:i2,x1:i1)=round(dct2(Argb(y1:i2,x1:i1))./MaskX);Amask(y1:i2,x1:i1)=idct2(AmaskT(y1:i2,x1:i1).*MaskX);y1=y1+16;endy1=1;x1=x1+16;endAmask=Amask+(128*ones(y, x));% восстановление среднего уровняAmask=uint8(Amask);% Преобразование основного изображения без квантованияArgbT=ones(y,x);x1=1;y1=1;for i1=16:16:x,for i2=16:16:y,ArgbT(y1:i2,x1:i1)=round(dct2(Argb(y1:i2,x1:i1)));%y1=y1+16;endy1=1;x1=x1+16;end%% ФОРМИРОВАНИЕ УС НА УРОВНЕ ДКП КОЭФФИЦИЕНТОВ - РАБОТА В ОБЛАСТИ ПРЕОБXRD=ArgbT-AmaskT; % УПРАВЛЯЮЩИЙ СИГНАЛ УСx1=1;y1=1;m1=1;M=zeros(1,4);for i1=16:16:x,for i2=16:16:y,if sum(sum(abs(XRD(y1:i2,x1:i1))))>=1050, M(m1,1:4)=[y1 i2 x1 i1];m1=m1+1; %--формирование координатной сетки M на основе УС для блоков с ошибкамиendy1=y1+16;endy1=1;x1=x1+16;end[q, p]=size(M);%--определение количества блоков с УС192%% ПОДСВЕТКА БЛОКОВ ОЩИБОК 16Х16 УС ПО СЕТКЕ "M"for i1=1:1:q,B16(M(i1,1):M(i1,2),M(i1,3):M(i1,4))=255; % подсветка полных блоков без деленияendfigure('name', 'Блоки УС 16Х16');imshow(B16);title('Блоки УС 16Х16');%% ОБРАБОТКА БЛОКОВ ПО 4Х4 - РАБОТА В РЕАЛЬНОЙ ОБЛАСТИKus=zeros(y,x); % массив для оригинальных блоков 4X4XRDR=imabsdiff(Orig2,Amask); % формирование УС в реальной области для операции сблоками 4X4TmpR=ones(16,16);n1=1;s=1;for i1=1:1:q,TmpR=XRDR(M(i1,1):M(i1,2),M(i1,3):M(i1,4)); % работа с блоками указаннымив сетке "M"x1=1;y1=1;for i3=4:4:16,for i2=4:4:16,if sum(sum(TmpR(y1:i2,x1:i3)))>=65,TmpR(y1:i2,x1:i3)=255; N(n1,1:4)=[M(i1,1)+y1-1 M(i1,1)+y1+2M(i1,3)+x1-1 M(i1,3)+x1+2]; n1=n1+1; TM(1,s)=M(i1,1)+y1-2; s=s+1;%-round(dct2(Argb(y1:i2,x1:i1))./Mask); %--подсветка блоков с вычитом 4X4Kus(M(i1,1)+y1-1:M(i1,1)+y1+2, M(i1,3)+x11:M(i1,3)+x1+2)=Orig2(M(i1,1)+y1-1:M(i1,1)+y1+2, M(i1,3)+x1-1:M(i1,3)+x1+2); %-запись в Kus оригинальных блоков 4x4 из Argbelse TmpR(y1:i2,x1:i3)=0;endy1=y1+4;endy1=1;x1=x1+4;endXRDR(M(i1,1):M(i1,2),M(i1,3):M(i1,4))=TmpR;endKus=uint8(Kus);figure('name', 'С ВЫЧИТОМ БЛОКОВ 4Х4');imshow(Kus);title('С ВЫЧИТОМ БЛОКОВ 4Х4');figure('name', 'С ВЫЧИТОМ БЛОКОВ 4Х4 ПОДСВЕТКА');imshow(XRDR);title('С ВЫЧИТОМ БЛОКОВ 4Х4 ПОДСВЕТКА');figure('name', 'Amask - ОСНОВНОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ');imshow(Amask);title('Amask - ОСНОВНОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ');%% ФОРМИРОВАНИЕ РАЗНИЦЫ (КИ) для передачи И ВОССТАНОВЛЕНИЕ из разницыCorrection=zeros(y,x); AmaskD=double(Amask); KusD=double(Kus); %ВЫЧИСЛЕНИЕ РАЗНИЦЫfor i1=4:4:x,for i2=4:4:y,if sum(sum(Kus(i2-3:i2,i1-3:i1)))~=0, Correction(i2-3:i2,i13:i1)=(KusD(i2-3:i2,i1-3:i1)-AmaskD(i2-3:i2,i1-3:i1))/2;endendendCorrectionT=zeros(y, x);% массив для КВАНТОВАНОЙ РАЗНИЦЫfor i1=4:4:x,for i2=4:4:y,if sum(sum(Kus(i2-3:i2,i1-3:i1)))~=0,CorrectionT(i2-3:i2,i1-3:i1)=round(dct2(Correction(i2-3:i2,i13:i1))./Mask4);193Correction(i2-3:i2,i1-3:i1)=(idct2(CorrectionT(i2-3:i2,i13:i1).*Mask4))*2;endendend%ПОДГОТОВКА К ЭНТРОПИЙНОМУ КОДИРОВАНИЮAmaskD=double(Amask);DecodedIMG=AmaskD+Correction; %--->ВОССТАНОВЛЕННИЕ ИЗ КОРРЕКТИРУЮЩЕЙ ИНФОРМАЦИИ%% ВЫВОД РЕЗУЛЬТАТОВDecodedIMG=uint8(DecodedIMG);figure('name', 'DecodedIMG - ОСНОВНОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ С КИ');imshow(DecodedIMG);title('DecodedIMG - ОСНОВНОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ С КИ');figure('name', 'КОНТРОЛЬНОЕ');imshow(AmaskCont);title('КОНТРОЛЬНОЕ');%% ПОДСЧЕТ PSNROrig2D=double(Orig2);AmaskD=double(Amask);DecodedIMGD=double(DecodedIMG);% Для основного изображения с корректирующей информациейPSNR=0;for i1=1:1:y-1,for i2=1:1:x-1,PSNR=(Orig2D(i1,i2)-DecodedIMGD(i1,i2))*(Orig2D(i1,i2)DecodedIMGD(i1,i2))+PSNR;endendPSNR=PSNR/(x*y);PSNR_DecodedIMG=10*log10((255*255)/PSNR)% Для основного изображения без КИPSNR=0;for i1=1:1:y-1,for i2=1:1:x-1,PSNR=(Orig2D(i1,i2)-AmaskD(i1,i2))*(Orig2D(i1,i2)-AmaskD(i1,i2))+PSNR;endendPSNR=PSNR/(x*y);PSNR_AmaskD=10*log10((255*255)/PSNR)2.

Модуль зиг-заг сканирования и кодирования по длинам серийcc=0; cco=0; ccom=0; %ПОДСЧЕТ НУЛЕВЫХ cco (КОМПАНОВКА В ОДИН) И НЕНУЛЕВЫХ ccБЛОКОВ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ НУЖНОГО РАЗМЕРА ДЛЯ МАССИВА CorrTfor i1=16:16:x,for i2=16:16:y,if sum(sum(CorrectionT(i2-15:i2,i1-15:i1)))==0 && ccom==0, cco=cco+1;ccom=1;endif sum(sum(CorrectionT(i2-15:i2,i1-15:i1)))==0 && ccom~=0, cco=cco+0; endif sum(sum(CorrectionT(i2-15:i2,i1-15:i1)))~=0, cc=cc+1; ccom=0; endendendy1=1; x1=1; cx=1; ctx=0; CorrT=zeros(4,cc+cco); %группировка нулевых блоков иненулевыхfor i2=16:16:y,for i1=16:16:x,if sum(sum(CorrectionT(i2-15:i2,i1-15:i1)))==0, ctx=ctx+1;CorrT(4,cx+15)=ctx; end194if sum(sum(CorrectionT(i2-15:i2,i1-15:i1)))~=0 && ctx==0,CorrT(1:16,cx:cx+15)=CorrectionT(i2-15:i2,i1-15:i1); cx=cx+16; endif sum(sum(CorrectionT(i2-15:i2,i1-15:i1)))~=0 && ctx>=1, ctx=0; cx=cx+16;CorrT(1:16,cx:cx+15)=CorrectionT(i2-15:i2,i1-15:i1); cx=cx+16; endendend[i1, sc]=size(CorrT); Zig=zeros(1, i1*sc); z1=1; v=zeros(1,16); %зиг-загсканирование поочередно всех блоковfor i1=1:16:sc,u=CorrT(1:16,i1:i1+15);M=16; N=16; m=1; n=1; v(1)=u(m,n); d='r';for i=2:M*Nswitch dcase 'u', m=m-(m>1); n=n+(n<N); v(i) = u(m,n);if n==N, d='d'; elseif m==1, d='r'; endcase 'l', m=m+(m<M); n=n-(n>1); v(i) = u(m,n);if m==M, d='r'; elseif n==1, d='d'; endcase 'd', m=m+(m<M); v(i) = u(m,n);if n==1, d='u'; else d='l'; endcase 'r', n=n+(n<N); v(i) = u(m,n);if m==1, d='l'; else d='u'; endendendZig(1,z1:z1+255)=v;z1=z1+256;endcc=0; cx=0; cco=0; [i1, sc]=size(Zig); %для ускорения вычисления определяем размермассива Zagfor i1=1:sc,if Zig(1,i1)==0 && cc==0, cco=cco+1; cc=1; endif Zig(1,i1)==0 && cc~=0, continue; endif Zig(1,i1)~=0 && cc==0,cx=cx+1; endif Zig(1,i1)~=0 && cc~=0, cc=0; cx=cx+1; endendcx=1; cco=0; Zag=zeros(1,cc+cx);%группировка нулей и не нулейfor i1=1:sc,if Zig(1,i1)==0, cco=cco+1; Zag(1,cx)=cco*10; endif Zig(1,i1)~=0 && cco==0, Zag(1,cx)=Zig(1,i1); cx=cx+1; endif Zig(1,i1)~=0 && cco~=0, cco=0; cx=cx+1; Zag(1,cx)=Zig(1,i1);cx=cx+1; endenddlmwrite('Zag.txt',Zag); % сохранение в файл3.

Алгоритм метода адаптивного межкадрового сжатия на основеуправляющих сигналовclcclear allclose alltic % запуск счетчика времени%% Загрузка и подготовка кадров для преобразованийA=imread('61.jpg','jpg'); % загрузка первого кадраB=imread('62.jpg','jpg'); % загрузка второго кадраAgray = 0.2990*A(:,:,1) + 0.5870*A(:,:,2) + 0.1140*A(:,:,3); % преобразование вцветоразность первого кадраBgray = 0.2990*B(:,:,1) + 0.5870*B(:,:,2) + 0.1140*B(:,:,3); % преобразование вцветоразность второго кадра[y, x]=size(Agray); % определение размера кадраAgrayD=double(Agray); % преобразование в формат double для корректных операцийвычитания и сложения195BgrayD=double(Bgray); % преобразование в формат double для корректных операцийвычитания и сложения%% Вычисление разностного кадраA_BD=AgrayD-BgrayD;% разностный кадрA_BD1=A_BD;% дублирование разностного кадра содержащего сигналуправления после шумовой обработки для последующего измененияUS=abs(A_BD);% массив для УСKadr2D=AgrayD-A_BD;% --для контроля-- восстановление второго кадра из разности%% Итерационная противошумовая обработка и формирование управляющего сигналаFil=[0.000789 0.006581 0.013347 0.006581 0.000789; %Гауссовский фильтр0.006581 0.054901 0.111345 0.054901 0.006581;0.013347 0.111345 0.225821 0.111345 0.013347;0.006581 0.54901 0.111345 0.054901 0.006581;0.000789 0.006581 0.013347 0.006581 0.000789];US=filter2(Fil,US);US(US<=5)=0;US=filter2(Fil,US);US(US<=3)=0;US=filter2(Fil,US);US(US<=2.5)=0;%% Формирование набора переменных для процесса компенсации и его контроляko=1;% счетчик строки с координатами для основного массива снабором координат для блоков кадров донора и получателяtemp=1;% --для контроля-- счетчик для процесса отрисовки всехблоков получателей для которых будут искаться блоки-донорыMinBlok=zeros(1,4);% временный массив для сохранения координат блокадавшего минимальную разностьKoordV=zeros(1,8);% основной массив для набора координат блоков кадровдонора и получателяTemp=zeros(1,5);% --для контроля-- массив с набором координат всехблоков получателей для которых будут искаться блоки-донорыminznach=zeros(1,1);% --для контроля-- временный массив для минимальныхзначений разности (т.к.