Метод ефективного кодування відеокадрів для підвищення продуктивності інформаційних систем

Abstract

У дисертаційній роботі вирішено актуальне наукове завдання, яке полягає в необхідності зниження інформаційної інтенсивності відеоданих для підвищення продуктивності функціонування телекомунікаційних систем із заданою якістю відеосервісу. Основні результати роботи полягають в розвитку методу виділення ключової інформації на основі попередньої трансформації відеокадру. Тут ідентифікація ключової інформації фрагментів відеокадру здійснюється на основі адаптивного вибору кількості низькочастотних складових трансформанти залежно від градації інтегрованого показника енергетичної насиченості по високочастотних компонентах. Розроблено метод ефективного синтаксичного кодування відеокадрів на основі: проведення диференційованої обробки фрагментів трансформованого відеокадру залежно від рівня наявності ключової інформації. Обробка ключової інформації здійснюється з врахуванням збереження необхідного рівня достовірності з використанням динамічних контурів кодування з псевдовипадковою зміною параметрів коду. Обробка базової складової організовується на основі адаптивного статистичного кодування залежно від рівня корекцій, що вносяться, під психовізуальне сприйняття відеокадру. Це забезпечує зниження інформаційної інтенсивності відеоінформації і підвищення продуктивності телекомунікаційних систем в умовах необхідного рівня достовірності інформації.

В диссертационной работе решена актуальная научная задача, которая заключается в необходимости снижения информационной интенсивности видеоданных для повышения производительности функционирования телекоммуникационных систем с заданным качеством видеосервиса. Основные результаты работы заключаются в развитии метода выделения ключевой информации на основе предыдущей трансформации видеокадра. Идентификация ключевой информации фрагментов кадра осуществляется на основе адаптивного выбора количества низкочастотных составляющих трансформанты в зависимости от градации интегрированного показателя энергетической насыщенности по высокочастотным компонентам. Получил дальнейшее развитие метод оценки вычислительной сложности процесса эффективного синтаксического кодирования на основе трансформирования сегментов видеокадров, с учетом того, что дифференциальные затраты количества операций на кодирование сегментов путем выявления областей наличия ключевой информации. Осуществляется сравнительная оценка по временным задержкам на передачу кодированных видеокадров для различных методов синтаксического представления. Разработан метод эффективного синтаксического кодирования видеокадров на основе: проведение дифференцированной обработки фрагментов трансформированного видеокадра в зависимости от уровня наличия ключевой информации. В процессе кодирования используются промежуточное синтаксическое представление сегмента, полученное на этапе его идентификации. Проводится сравнительная оценка методов синтаксического представления по уровню информационной интенсивности для видеокадров со структурной разрешающей способностью в зависимости от процентного содержания в них сегментов ключевой информации. Обработка ключевой информации осуществляется с учетом сохранения необходимого уровня достоверности с использованием динамических контуров кодирования с псевдослучайной изменением параметров кода. Обработка базовой составляющей осуществляется на основе адаптивного статистического кодирования в зависимости от уровня коррекций, вносимых под психовизуальное восприятие видеокадра. Это обеспечивает повышение производительности функционирования информационной системы относительно предоставления видеосервисов. В условиях использования коррекции частотных составляющих трансформант под психовизуальную модель зрительного восприятия достигается сокращение временных задержек на обработку по сравнению с известными методами в зависимости от процентного содержания сегментов ключевой информации от 1,5 до 3 раз. Обеспечивается снижение уровня информационной интенсивности для кодированного битового потока с использованием созданного метода по сравнению с уровнем информационной интенсивности, обеспечиваемой для стандартизированных технологий, от 15 до 35 % в зависимости от процентного содержания сегментов ключевой информации. Создаются условия для повышения оперативности передачи кодированных видеокадров с использованием созданного метода относительно временных задержек в случае применения стандартизированных подходов в среднем на уровне 30 %. Повышается качество визуальной оценки реконструируемых видеокадров в области ключевых сегментов в случае использования для их обработки разработанного метода по сравнению с аналогичными оценками в случае использования для обработки стандартизированных технологий.

In dissertation work an actual science task was solved, which is needed for decreasing information intensity of video data for increasing efficiency of functioning of telecommunication systems with quality of video service that was set. The main results of work are development of method of discharging the key information that based on previous video frame transformation. Here, the identification of key information of video frame fragments is performed on the base of adaptive selection of the number of low-frequency parts of transformant, that depend from gradation of integrated energy saturation indicator by high-frequency components. The method of effective syntactic video frame coding based on performing deferential fragments processing of video frame that transformed depending on the level of key information availability; the fact that processing of key information is performed with preservation of necessary level of authenticity with using of dynamic circuit coding with pseudorandom changes of cod parameters; the fact that processing of the basic component is organized on the base of adaptive syntactic coding that depends from the level of corrections, that are imported, under the psycho-visual perception of the video frame. It provide decreasing of informational intensity of the video information and increasing productivity of telecommunication systems in conditions of having the necessary level of reliable information.