Отзыв оппонента (Методы и устройство формирования сигналов в цифровых видеоинформационных системах)

ОТЗЫВ официального оппонента на диссертацию А.В. Попова «Методы и устройство формировании сигналов в цифровых видеоинформационных системах», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности: 05.12.04 Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидении Современное цифровое телевизионное вещание стало возможным только благодаря разработке эффективных методов компрессии видеосигнала.

Достоинства цифровых методов передачи были очевидны давно. Однако, для передачи телевизионных изображений с высоким качеством, без использования специальных мер это было невозможно, так как скорость цифрового потока должна была составлять примерно 240 Мбит/с. Существенных преимуществ не удалось получить от применения, разработанных в 80-х годах, европейских комбинированных цифроаналоговых стандартов типа МАС (В-МАС, С-МАС, 0-МАС, Р2МАС, НО-МАС).

Разработанный по инициативе Международной организации стандартизации в 1993 году стандарт сжатия видеосигналов МРЕб-2 явился движущей силой для становления цифрового телевизионного вещания и на многие годы определил пути развития этого направления техники. Практически все страны приняли этот стандарт на вооружение, в определенной степени расширяя и совершенствуя его возможности. Стандарт МРЕб-2 кроме телевидения обеспечивал реализацию целого ряда других приложений, к которым относятся видеоконференцсвязь, видеотелефон, видеонаблюдение, хранение информации и др., но тем не менее, имел свои ограничения.

Работы по его совершенствованию продолжались. С 1998 г. широкое применение приобрел стандарт МРЕО-4 АЧС. Эффективность кодирования по стандарту МРЕб-4 АЧС по сравнению с МРЕО-2 увеличивается от полутора до двух раз в зависимости от выбранного профиля стандарта. Однако при этом усложняются проблемы декодирования по приблизительной оценке от 2,5 до 4-х раз.

Эти трудности легли на микросхемотехнику и программное обеспечение декодера приемника, а соответственно и на цену приемного устройства. Поскольку закон Мура еще действует, то эти трудности были преодолены даже быстрее, чем этого ожидали. Широкомасштабное внедрение телевидения высокой четкости, развертывание работ по телевидению сверхвысокой четкости (4К, а несколько позднее и ЗК), потребовало проведения дальнейших шагов по повышению эффективности кодирования видеосигналов.

13 апреля 2013 г. МСЭ принял новый стандарт. компрессии Н-2б5/НЕЧС Кодер под неформальным названием НшЬ ЕГ6с1епсу ЧЫео Сойпд (НЕЧС) позволил в среднем в полтора раза сократить скорость потока по сравнению с его предшественником Н-264/АЧС. Но и это стандарт не является пределом физической реализуемости. Работы по дальнейшему совершенствованию методов кодирования и формированию цифровых сигналов видео информационных систем продолжаются.

Следует отметить, что принятые стандарты кодирования не сковывают разработчиков конкретных кодеров, оставляя достаточно широкие возможности для творчества. Минимизация вычислительной мощности, уменьшение времени задержки, сокращение стоимости при сохранении или улучшении требований стандарта является основной задачей разработчиков кодеров. Поэтому тема диссертационной работы является весьма актуальной. В соответствии с этим поставлена цель диссертационной работы модернизация существующих и разработка новых адаптивных методов, алгоритмов и устройств для кодирования сигналов стандартной, высокой и сверхвысокой четкости, Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Первая глава посвящена исследованию методов кодирования на основе устранения статистической и психофизиологичекой избыточности внутрикадрового и межкадрового направлений видеоинформационного сигнала.

В главе подробно, с критическим подходом, анализируются наиболее распространенные методы компрессии на основе дискретнокосинусного преобразования и с использованием вейвлет функций. Эта глава является самой большой по объему в диссертации, и, фактически, обосновывает конкретный выбор дальнейших исследований. Во второй главе исследуются современные методы шумовой коррекции с ориентацией на внутрикадровые фильтры шумоподавления. Рассмотрены различные виды фильтров и проведено их условное ранжирования по эффективности и требованиям к вычислительным ресурсам.

Опираясь на проведенный анализ, автор разработал метод, алгоритм и блок схему устройства обработки видеосигнала при трехмерной фильтрации, а также алгоритм формирования сигналов управления, степень точности которых, влияет на коэффициент компрессии скорость выполнения кодирования. Третья глава направлена на разработку метода внутрикадрового кодирования на основе управляющих сигналов с итерационным методом подавления шума.

В работе предлагается дополнить стандартный метод кодирование получением корректирующей информации с целью уменьшения искажений, полученных при формировании данных для основного изображения, и тем самым, обеспечить масштабируемость информационного потока. Делается вывод о практически необходимом количестве итераций при шумовой фильтрации управляющего сигнала. В четвертой главе подводятся итоги экспериментальных исследований предложенных автором методов формирования управляющих сигналов для внутрикадрового и межкадрового кодирования. В Заключении перечисляются достигнутые научные результаты, и дается их сравнительная оценка с существующими методами кодирования. Автором подчеркивается положительный эффект проведенной работы. В Приложении 1 приведен алгоритм метода итерационного формирования управляющих сигналов и адаптивного сжатия внутрикадрового пространства на основе управляющего сигнала с формированием корректирующей информации.

В списке литературы числится пять научных работ соискателя, из них три опубликованы в журналах, рекомендованных ВАК. Следует отметить, что перечень литературы охватывает в основном публикации последних лет, за исключением фундаментальных трудов по телевидению и цифровой обработке сигналов. Это свидетельствует, что диссертант в курсе последних научных веяний в области кодирования видеоинформации. Среди основных результатов по разработке методов формирования сигналов в цифровых кодерах, полученных лично автором и обладающих научной новизной, необходимо отметить: ° разработаны принципы трехмерной шумовой коррекции на основе пространственно-временной фильтрации сигналов изображений в последовательности кадров; е разработан метод формирования управляющих сигналов, основанный на итерационной, линейной и нелинейной обработке сигналов; е разработан метод адаптивного межкадрового сжатия с уменьшением числа сигналов векторов движения для восстановления кадра.

Полученные при моделировании результаты совпадают с теоретическими выводами автора, что позволяет утверждать о достоверности научных положений и рекомендаций. Практическая ценность диссертационной работы состоит в том, что предложенные усовершенствования методов кодирования открывают перед разработчиками дополнительные пути повышения эффективности и конкурентоспособности современных кодеров, что особенно важно в условиях курса на импортозамещение. Практическая обоснованность рекомендаций подтверждена также тремя актами внедрения.

Автореферат достаточно полно отражает основные положения диссертации К недостаткам работы следует отнести: е несколько размыто изложена область использования усовершенствованных кодеров (телевизионное вещание, телеконференцсвязь, теленаблюдение, промышленное телевидение и др.); автор злоупотребляет сравнительными прилагательными, там, где необходимы числовые характеристики и сравнения, что затрудняет ранжировку многочисленных рассмотренных методов или устройств; в предлагаемые автором устройства (например, трехмерной фильтрации) приводятся только на уровне блок-схем; в в диссертационной работе не затронуты экономические вопросы, в то время как цена кодера является важной его характеристикой.

Несмотря на отмеченные недостатки, диссертационная работа в целом удовлетворяет требованиям положения «О присуждении ученых степеней», а ее автор А,В, Попов заслуживает присуждения ученой степени кандидата технических наук по специальностям: 05.12.04— Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения. Доктор технических наук, профессор, Лауреат Ленинской премии и Премии льства Российской Федерации Кукк Калью Иванович ,б~ А Кукк Калью Иванович. Место работы: ЗАО «Московский научно-исследовательский телевизионный институт» (ЗАО «МНИТИ»), Главный эксперт по вопросам регионального внедрения цифрового телерадиовещания. Адрес: 105094, Москва, ул.

Гольяновская, 7А, стр.1. Тел. 8 (499) 7бЗ 45 15. 1аййЯдщйха . Подпись руки Кукка Калью Ивановича подтверждаю Заместитель ге а по кадрам и безопасности ЗАО «МНИТИ» *О~~ Жук Александр Аркадьевич -. 1;! .