Размещено на http://www.allbest.ru/

ОДЕСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ ЗВ'ЯЗКУ ІМ. О.С. ПОПОВА

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Оцінка якості зображення в сучасних і перспективних телевізійних системах

Спеціальність 05.12.17 - радіотехнічні та телевізійні системи

Девід ВУД

Одеса - 2009

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Одеській національній академії зв'язку ім. О.С. Попова Державної адміністрації зв'язку Міністерства транспорту та зв'язку України.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор

Гофайзен Олег Вікторович,

Одеська національна академія зв'язку ім. О.С. Попова Державної адміністрації зв'язку Міністерства транспорту та зв'язку України, завідувач кафедри телебачення та радіомовлення

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Баранов Порфирій Юхимович,

Одеський національний політехнічний університет Міністерства освіти і науки України, директор інституту радіоелектроніки та телекомунікацій, завідувач кафедри радіотехнічних систем

кандидат технічних наук, доцент

Лапін Володимир Панасович,

Державне підприємство - Український науково-дослідний інститут радіо та телебачення Державної адміністрації Міністерства транспорту та зв'язку України, начальник відділу радіочастот

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. На сутність систем ТВ мовлення в процесі їх розвитку впливає багато факторів, але одним з найбільш важливих є якість передаваного ними зображення.

Попередні дослідження автора, та їх результати, доступні на час початку 80-х років, склали основу дисертації. До того часу дослідження в цьому напрямку, що їх проведено іншими авторами в 60-х - 70-х роках (МакДіармід, Сіокос, Кривошеєв, Кретц, Бернат, Дербі, Олнат, Гофайзен та ін.), призвели до узгодження на світовому рівні в МСЕ декількох загальноприйнятих шкал оцінки якості та погіршення для опису характеристик ТВ зображення, простих методологій оцінки та до пропозицій щодо методів підсумовування погіршень. Ці засоби були прийнятні для аналогового телебачення.

Початок впровадження цифрового телебачення та початок досліджень, представлених в цій дисертації, призвів до більш складних засобів суб'єктивної оцінки. Виникла необхідність використання методів, які дозволяли би розрізнювати малі розбіжності в якості, і враховувати використовувані системи цифрового оброблення зображень і характеристики систем доставляння програмного матеріалу.

Наступним кроком розвитку стало впровадження цифрового телевізійного мовлення з використанням адаптивних методів стиснення зображень. Як результат цього якість стала більшою мірою залежною від контенту передаваної сцени. Крім того, в телебаченні виникла необхідність в нових підходах до класифікації методів інтерактивного управління якістю та визначення сімейств стандартів щодо якості зображення, що вони забезпечують. цифровий телебачення зображення

Зв'язок між якістю зображення і технічними параметрами цифрової системи та контентом сцени є надзвичайно складним, і в середовищі передавання сигналів цифрового телебачення його не може бути точно визначено параметрами сигналів, одержаними шляхом фізичних вимірювань. Використання суб'єктивної оцінки якості є обов'язковим для вибору систем передавання програм цифрового телебачення.

Актуальність теми представленої тут роботи визначається тим, що

– вибір характеристик системи цифрового телебачення і визначення потрібного канального ресурсу залежить, перш за все, від зв'язку передбачуваної сприйманої якості зображення з урахуванням використовуваних методів оброблення зображень і технічними параметрами системи;

– прийняття рішення про рівень якості зображення, який можна вважати за оптимальний з урахуванням вимог користувачів, суттєво залежить від технічної та економічної доступності реалізації конкретної технології;

– з розвитком технологій і переходом до використання все більш досконалих систем ТВ мовлення змінюється саме уявлення про рівні якості ТВ зображень;

– природа людського судження про якість зображення є складною і залежною від багатьох чинників, в тому числі, від методології проведення суб'єктивних випробувань;

– побудова нових систем і нових методів оцінки якості їх роботи потребує на кожному етапі нових знань про природу якості ТВ зображень у зв'язку з використовуваними технологіями.

Протягом більше за два десятиріччя автор вносив вклад як в розвиток методів оцінки якості, так і в створення принципів побудови нових поколінь ТВ систем і апаратури, в тому числі, методів оцінки якості і технологій технічної реалізації ТВ систем, розрахованих на майбутнє, а також в поглиблення знань щодо побудови нових систем. Результати досліджень автора в цьому напрямку становлять зміст дисертації.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження автора складаються з власних досліджень та пов'язані з багатьма дослідними програмами та проектами, які виконує Європейський союз мовлення і Європейським Союзом, зокрема, з програмами, що їх виконували Проектні групи Технічного комітету Європейського союзу мовлення та програмою IST в області аудіовізуальних служб (Networked Audio Visual Services).

В Україні дослідження автора були пов'язані з науково-дослідними роботами, що проводились в ОНАЗ і ДП УНДІРТ, зокрема, АВСС-2001
(№ ДР 0103U004554), РЧР-ЦТБ-2003 (№ ДР 0103U007263), DVB-T-2007
(№ ДР 0107U011034), РЧР-ТММ-2007 (№ ДР 0107U006034), РЧР-ТМЗМ-2008 (№ ДР 0108U003671) та ін.

Мета і завдання дослідження. Метою дисертації є визначення механізмів, які впливають на якість ТВ зображення, вдосконалення і розроблення методів вимірювання якості ТВ зображення; розроблення наукового підходу до розробляння стратегії побудови нових ТВ систем.

Завдання дослідження:

побудова узагальненої моделі оцінювання якості телевізійних зображень в наскрізному ТВ тракті з урахуванням основних параметрів і обмежень та зв'язку суб'єктивної якості ТВ зображень з параметрами ТВ систем;

дослідження і розроблення методів оцінки якості ТВ зображень з урахуванням вимоги універсальності;

дослідження, направлені на розробляння пропозицій зі стратегії створення нових телевізійних систем;

побудова прогнозу подальшого розвитку ТВ систем і технологій.

Об'єкт дослідження. ТВ системи і методи оцінювання якості їх роботи

Предмет дослідження. Принципи і умови організації досліджень з оцінки якості ТВ зображень. Стратегія подальшого розвитку ТВ систем.

Методи дослідження. Методи ТВ кваліметрії, методи математичної статистики, методи наукової організації експериментальних досліджень, методи математичної інтерпретації результатів наукових експериментів.

Наукова новизна отриманих результатів:

Вперше уведено концепцію, згідно з якою якість ТВ зображення в наскрізному ТВ тракті визначається сукупністю сумісно діючих факторів, що мають позитивний і негативний вплив.

Вперше уведено концепцію, згідно з якою якість ТВ зображення визначається сукупною дією таких складових, як параметри базової якості зображення на виході джерела, характеристики оброблення зображення в низхідному потоці, а також характеристики пошкодження зображення в системі розподілу програм.

– Вперше запропоновано ідею, згідно з якою ТВ системи може бути розмежовано або класифіковано за основним параметром, яким є „розрахункова відстань спостереження ” або „переважна відстань спостереження ”.

– Вперше представлено аналіз концептуальних інтервалів, використовуваних в шкалах якості і погіршення МСЕ, та проблем, що з них витікають.

– Вперше сформульовано положення, згідно з яким необхідна формалізація даних суб'єктивного оцінювання для одержання вірогідних й надійних результатів в міжнародному багатомовному середовищі.

– Вперше внесено детальні пропозиції, що їх покладено в основу двох окремих методологій, які охоплюють більшість ситуацій, у яких необхідно проводити оцінку для тих самих форматів розгортки. Це методології, основані на методі двох стимулів з використанням неперервної шкали якості - DSCQS
(частково основаному на ідеях інших), а також на методі двох стимулів з використанням шкали погіршення - DSIS або EBU-I. Надано методи аналізу результатів оцінювання з використанням таких засобів, як логістичні функції, що може дозволити одержувати еталонні характеристики телевізійних систем в певних обставинах.

– Вперше визначено властивості методів суб'єктивного оцінювання якості роботи кодеків і описано складові характеристик кодеків, які є предметом оцінювання. Надано пропозиції щодо оцінки можливостей кодеків системи пост-обробки. Запропоновано варіанти об'єктивного оцінювання якості роботи кодеків і проаналізовано труднощі, які виникають під час цього аналізу, а також визначено деякі показники якості, які можна вимірювати об'єктивними засобами. Представлено аналіз факторів, що впливають на вибір випробувальних матеріалів для оцінювання якості роботи кодеків.

– Вперше запропоновано ряд критеріїв оцінювання якості зображень в системах ТБВЧ. Запропоновано метод, що дозволить надавати оцінку системам ТБВЧ. Запропоновано складові характеристик систем ТБВЧ, які підлягають аналізу.

– Вперше уведено поняття “характеристики руйнування контенту зображення” як міру якості роботи цифрових систем. Їх призначено характеризувати якість, що її може бути досягнуто в середовищі з адаптивним стисненням зображення на основі врахування статистичного співвідношення між рівнями якості та їх ймовірності.

– Вперше запропоновано формат кадру 16:9 для широкоекранних ТВ систем, що в теперішній час використовується у всіх широкоекранних ТВ системах світу.

– Вперше розроблено концепцію цифрового „контейнера ” як моделі системи цифрового ТВ мовлення. Надано оцінку поточного стану в сфері технології стиснення зображень, і зроблено припущення про можливі напрями майбутнього розвитку.

– Запропоновано новий метод суб'єктивної оцінки зображень -TSCES або EBU-II, незалежний від мови опису категорій якості і формату розгортки, який може стати основним методом оцінки якості зображень в системах ТБВЧ та систем широкого екрану.

Практичне значення отриманих результатів. Робота надає дослідникам науковий підхід до визначення якості зображення. З використанням цього підходу може бути виготовлено необхідні випробувальні зображення і послідовності, придатні для оцінки якості. Лабораторії в різних частинах світу можуть проводити оцінювання з впевненостю, що результати якого будуть достовірні, порівнянні і придатні для обміну.

Запропоновані методи експериментального визначення якості зображень DSIS та DSCQS увійшли як частина або у вигляді посилань в Рекомендації ITU-R BT.500, BT.710, BT.800, BT.813, BT.1121, BT.1122, BT.1127, BT.1129, BT.1203, BT.1380 та інші.

Запропонований принцип мовленнєвого контейнера вплине на типи і структури цифрових трактів мовленнєвих служб, які будуть створені в майбутньому.

Пропозиція щодо використання формату кадру 16:9 вплине на дослідження й розроблення систем зображення та інших систем відтворення для різних телевізійних та інших застосовань.

Стали доступними коректні методи лабораторної оцінки якості роботи кодеків. Результати досліджень склали основу розроблення та міжнародної стандартизації випробувальних матеріалів для оцінки якості роботи кодеків.

Кількісні дані щодо якості ТВ зображень в новітніх системах цифрового ТВ мовлення є основою для вибору характеристик і норм для конкретних застосовань, базованих на використанні цих систем.

Особистий внесок здобувача. Постановка і проведення наукових досліджень, поданих в дисертації, наукові висновки і пропозиції належать автору.

Особистий внесок здобувача в спільних публікаціях полягає в наступному. У роботі [5] запропоновано принципи оцінювання якості відтворюваної аудіовізуальної інформації. У роботах [11, 41] автором запропоновано і досліджено основні принципи оцінювання якості зображень за методом DSCQS. У роботі [24] обґрунтовано параметри цифрового кодування для форматів 4:2:2. У роботах [9, 25, 26, 27, 30, 31, 37] автором дано кількісний аналіз характеристик нових систем ТБВЧ та розроблено пропозиції щодо їх стандартизації.

Апробація результатів роботи. Результати досліджень автора обговорювались і були схвалені на 37 міжнародних наукових конференціях, з'їздах, симпозіумах, семінарах, у тому числі, на тих, що відбулися в Україні: Міжнародній науково-технічній конференції “Радіозв'язок, Телебачення і Радіомовлення - вчора, сьогодні, завтра ” (Одеса, 2003 р.), Міжнародній науково-технічній конференції “Аудіовізуальні системи та технології ” (Одеса, 2005 р.), Міжнародній науково-технічній конференції “Технології цифрового мовлення: Стратегія впровадження в Україні ” (Одеса, ОНАЗ ім. О.С. Попова, 2006 р.), Міжнародній науково-технічній конференції “Технології цифрового мовлення: Стратегія впровадження ” (Одеса, ОНАЗ ім. О.С. Попова, 2007 р.), Міжнародній науково-технічній конференції “Технології цифрового мовлення: Стратегія впровадження ” (Одеса, ОНАЗ ім. О.С. Попова, 2008 р.).

Публікації. В дисертації є посилання на 78 опублікованих наукових робіт автора, на яких базується текст дисертації. Основні положення дисертаційної роботи опубліковані в 48 наукових роботах, в тому числі, в 7 статтях у наукових виданнях, що увійшли до переліку наукових фахових видань, затвердженого ВАК України, 18 статтях в міжнародних науково-технічних виданнях, 22 статтях в матеріалах наукових конференцій, симпозіумів, журналах, а також в 1 книзі.

Структура дисертації. Дисертація складається з 154 сторінок основного тексту, і містить вступ, 6 розділів, висновок, 27 рисунків, 7 таблиць, перелік посилань з 165 джерел, а також 5 додатків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, сформульовано мету та задачі дисертації. Представлено основні положення, що розкривають наукову новизну та практичну цінність роботи.

У розділі 1 - «Сучасний стан телевізійних технологій і методів оцінки якості телевізійних зображень» - зроблено оцінку стану прогресу цифрових технологій мовлення у Європі на основі аналізу задач та результатів досліджень, що проводилися за європейськими програмами. Запропоновано модель, що характеризує рівні побудови інформаційного середовища. Запропоновано багатошарову модель системи мовлення та інтегрованого з нею інформаційного середовища (рис. 1), у якому шари та рівні характеризуються компонентами, що стосуються виробництва, передавання та відтворення контенту.

Побудована класифікація напрямків розвитку інформаційних, в тому числі, мовленнєвих технологій та відповідна багатошарова модель надають загальну характеристику структури систем мовлення та пов'язаних з нею задач, які складають предмет дослідження та розробляння.



Наведено оцінки сучасного досягнутого рівня технічного прогресу, виходячи з визначення базового рівня якості зображення, у частині таких напрямків, як стереоскопічне (3D) телебачення, технологія стиснення та якість стисненого зображення, технологія опису контенту, аспекти віртуального та звичайного виробництва, технологія обладнання зйомки зображень у процесі виробництва та виробництва контенту з використанням мережних технологій, питання побудови домашніх мереж та керування доступом до цифрового контенту, використання відтворювальних пристроїв нового рівня. На основі проведеного аналізу ставляться задачі подальших досліджень та розробок.

У розділі 2 - «Аналіз загальних проблем оцінки якості телевізійних зображень і пропозиції щодо їх рішення» - представлено результати досліджень, присвячених аналізу загальних проблем оцінки якості телевізійних зображень та внесено пропозиції щодо їх вирішення. Надано тлумачення поняття якості зображення. Побудовано базову модель оцінки якості роботи ТВ системи і функціонального зв'язку оцінки якості з основними параметрами.

Базову модель оцінки якості зображення в ТВ системах, в якій спільно враховують всю сукупність чинників, що впливають на якість, може бути виражено як

, (1)

де - функція, що характеризує закон підсумовування показників якості ;

- (2)

– показник “аналогової ” якості;

- (3)

– показник “цифрової ” якості;

- (4)

– показник “колориметричної ” якості;

- показник якості, залежний від дружності ТБ системи;

- показник якості, залежний від характеристик служби мовлення.

Сформульовано основні проблеми оцінювання якості. Запропоновано нові методи оцінки якості зображень - метод EBU-I (DSIS) і DSCQS.

Сформульовано рекомендації щодо вибору методів оцінки, виходячи з поставлених задач (див. приклад в табл. 1).

Таблиця 1

Вибір методів оцінювання

Завдання оцінювання	Рекомендований метод
Вимірювання якості систем по відношенню до еталону	Метод двох стимулів з використанням безперервної шкали якості (DSCQS)
Визначення стійкості систем до збоїв	Метод двох стимулів з використанням шкали погіршення (DSIS)
Встановлення якості систем за відсутності еталону	Метод одиночного стимулу з використанням шкали відносин або шкали категорій
Порівняння якості систем за відсутності еталону	Метод прямого порівняння з використанням шкали відносин або шкали категорій
Визначення чинників, за яких системи сприймаються такими, що відрізняються. Встановлення рівня спотворень, за якого погіршення стає помітним	Порогова оцінка за допомогою методу форсованого вибору
Визначення того, які системи сприймаються такими, що відрізняються	Метод, заснований на вимушеному виборі

В розділі надано детальне пояснення щодо умов відтворюваності, а також щодо випробувальних матеріалів, які слід використовувати у випробуваннях. Зроблено висновки щодо загальних питань оцінки якості ТВ зображень.

У розділі 3 - «Дослідження та розвиток методів оцінки якості телевізійних зображень» - представлено результати досліджень автора, направлених на розвиток методів оцінки якості ТВ зображень і удосконалення методології оцінки, у тому числі, методів, запропонованих автором, а також відомих методів, за якими автор зробив внесок, спрямований на підвищення ефективності їх використовування.

Розроблено спеціальний метод безперервного масштабування категорій якості. Він став широко застосовуватися у телебаченні через свою надійність і виняткове значення для цифрового телебачення.

Дано кількісну оцінку шкали чисельних категорій і шкали категорій, що виражено прикметниками (див. приклад на рис. 2) що надає статистичну інформацію для статистичного оброблення результатів з використанням різних мов і демонструє обмеження, притаманні оцінці, базованій на використанні прикметників.

Запропоновано та досліджено методи аналізу даних суб'єктивних випробувань. Розроблено процедури інтерпретації результатів суб'єктивних випробувань. Узагальнено результати проведених в світі експериментальних досліджень, в тому числі, результати власних досліджень автора, і на цій основі визначено стандартні характеристики погіршення для основних видів спотворень в системах аналогового телебачення, які використовують вже на протязі багатьох років в багатьох країнах. Результати досліджень та нові пропозиції увійшли в міжнародні Рекомендації ITU-R BT.500 та ITU-R BT.653

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2. Графічне представлення шкали якості

Розділ 4 - «Розробка підходів до оцінки і методів оцінки якості зображення у цифровому телебаченні і телебаченні високої чіткості» - містить результати досліджень щодо специфічних проблем оцінки якості зображень, у системах цифрового телебачення стандартної (ТБСЧ) і високої чіткості (ТБВЧ). Визначено умови, в яких повинна проводитися суб'єктивна оцінка якості зображення в системах цифрового ТБСЧ і ТБВЧ. Запропоновано новий метод оцінювання якості зображень - метод TSCES трьох стимулів з використанням безперервної шкали оцінок, що також одержав назву EBU-II (рис. 3), який у даний час є основним для вирішення задач зіставлення систем ТБВЧ і широкоекранних систем.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Представлено дані експериментальних досліджень, що дозволяють дати кількісну інтерпретацію зв'язку якості зображення з форматом розгортки зображення для різних варіантів систем ТБВЧ і можливих варіантів вибору параметрів системи цифрового кодування зображень. На базі проведених досліджень зроблено висновки щодо вибору систем і вимог до цифрового кодування сигналу в них.

У розділі 5 - «Дослідження і пропозиції щодо нових систем телебачення і вдосконалення систем» - представлено результати досліджень, направлених на створення систем цифрового ТВ мовлення, що були покладені в основу рішення задач побудови систем DVB (Digital Video Broadcasting). Представлено ідеї автора, покладені в основу побудови систем цифрового мовлення DVB. Сформульовано ідеологію впровадження системи DVB і основні положення узагальненої моделі цієї системи Визначено характеристики і параметри 1 покоління систем DVB для наземного, кабельного, супутникового і мікрохвильового багатоточкового середовищ розподілу програм мовлення. Визначено основні риси системи умовного доступу як підсистеми DVB.

На основі розробки систем телевізійного мовлення сімейства MAC, що використовувалися в світі впродовж ряду років, сформульовано основні аспекти побудови широкоформатних систем телебачення і, зокрема, обґрунтовано формат 16:9, що знайшов застосування у всьому світі. Представлено результати експериментальних досліджень, покладені в основу вибору систем телебачення високої чіткості першого, другого і третього поколінь і визначено їх основні параметри.

Визначено вимоги до еталонних систем відтворення зображень телебачення високої чіткості. Розроблено і експериментально апробовано підхід до оцінки якості роботи відтворюючих пристроїв ТБВЧ, який може використовуватися в практиці експлуатаційних і дослідних випробувань систем різного рівня. Практично реалізовані експериментальні дослідження із зіставлення систем телебачення високої чіткості трьох поколінь, у тому числі, визначені вимоги до експериментальної процедури, умов спостереження, експериментального матеріалу та ін., одержано експериментальні дані, на які можна спиратися у разі прийняття практичних рішень.

Визначено співвідношення якості зображення ТБВЧ зі швидкістю цифрового потоку для трьох поколінь систем ТБВЧ для використовуваних методів стиснення, що їх використовують в системах великого екрану на основі використання плоско-панельних відтворювальних при строїв.

У розділі 6 - «Стратегії подальшого розвитку телевізійних систем» - розглянуто підходи до визначення стратегії реалізації нових технологій у телевізійних системах. Проаналізовано тенденції впровадження нових телевізійних систем у Європі і в світі, а також можливі варіанти подальшого розвитку телевізійних технологій. Проаналізовано ситуацію у Європі, і вивчено принципи успішного впровадження нових систем. Представлено результати дослідження природи інноваційних циклів у розвитку ТВ технологій і зроблено висновки, що стосуються задач стандартизації. У розділі розглянуто питання масштабу областей сумісності нових систем і запропоновано просту модель для розуміння того, чи буде успішним впровадження нової технології. Розглянуто різні моделі функціонування ринку інформаційного виробництва і питання його успішного функціонування для різних видів інформації.

У додатках А, Б, В, Г містяться докладні відомості, що доповнюють викладення результатів досліджень автора, наведене у розділах 1 - 6. У додатку Д представлено документи про впровадження результатів досліджень.

ВИСНОВКИ

У результаті проведених досліджень висвітлено механізми роботи систем цифрового ТВ мовлення, що впливають на якість ТВ зображень, створено нові методи оцінювання якості зображень, застосовні для сучасних і нових систем, розроблено пропозиції щодо вибору характеристик і параметрів ТВ систем для сучасних і нових застосовань.

У процесі розв'язання наукової задачі отримано такі основні наукові та практичні результати:

1. Розроблено багатошарову модель тракту передавання телевізійного сигналу від камери до глядача, що є засобом розуміння взаємозв'язків різних частин тракту цифрового телебачення та дозволяє зрозуміти взаємозв'язки, пов'язані з якістю зображення.

2. Сформульовано модель для визначення характеристик телевізійних систем, базовану на „ розрахунковій відстані перегляду ”. Запропоновано сімейство значень розрахункових відстаней перегляду, яке може бути розширено далі. Представлено також поняття відстані, що їй віддають перевагу, на основі якої можна побудувати класифікацію телевізійних систем і їх застосовань. Цю пропозицію покладено в основу Рекомендації ITU-R BT.1207.

3. Запропоновано концепцію визначення сімейства контрольованих методологій оцінки, кожну з яких застосовують залежно від чинників, таких як частина тракту, що є предметом оцінки, і природою потрібної інформації. Цей підхід, оснований на використанні багатьох методів, прийнятий в Рекомендації ITU-R BT.500 і використовується як універсальний.

4. Запропоновано метод оцінки якості зображень DSIS (EBU I), в якому на основі попередніх робіт інших авторів прийнято узгоджені шкали погіршень для психофізичних випробувань в телебаченні. Метод передбачає використання шкал контрольованим і визначеним способом, так, щоб результати отриманих випробувань були обґрунтовані, надійні, і переконливі в різних випробуваннях. Розроблено деталі методу, у тому числі, підготування, випробувальні матеріали та аналіз результатів. Це увійшло в Рекомендацію ITU-R BT.500.

5. Розроблено метод DSCQS як цілісний метод, базований на пропозиціях інших авторів по використанню неперервної шкали оцінок. Цей метод може зокрема забезпечити точні результати для дуже невеликих відмінностей якості, і де порушення можуть мати позитивний або негативний вплив на якість. Цей метод також увійшов в Рекомендацію ITU-R BT.500.

6. Визначено, що застосування наведених вище методів має обмеження. Одним з обмежень є те, що значення прикметників, використовуваних експертами, не є таким самим на різних мовах. Інше обмеження - що концептуальні інтервали між прикметниками не є однаковими. Представлено експериментальне підтвердження цього, засноване на випробуваннях.

7. Сформульовано ряд пропозицій щодо розроблення поточних і майбутніх телевізійних систем, а також доповнено розуміння простору якості. Це є, в першу чергу, запропоноване автором використання широкого формату кадру 16:9. По друге - принцип наявності гнучкого замість фіксованого взаємозв'язку між мовленнєвим каналом передавання і контентом. По-третє - запропоновано концепцію використання комбінації залежних від застосовання, і загальних складових системи. Все це було вперше запропоновано автором для систем DVB, і використовується з того часу в усіх системах DVB.

8. Визначено метод оцінки якості EBU II, який є методом, додатковим до методів DSIS та DSCQS. За цим методом виконано експериментальні дослідження, які дозволили виявити інформацію щодо критичності систем ТБВЧ до параметрів стиснення відеоінформації.

9. В цілому в роботі прояснено розуміння „простору якості” в розвитку телебачення, з урахування значної кількості чинників, що впливають на сприйману якість зображення, і необхідність ураховувати не тільки технології власно телевізійних систем, але і також і варіацію широкого кола обставин. Якість слід розглядати як частину сукупності факторів, яка включає кумулятивний вплив різних компонентів тракту розподілу інформації та кумулятивний вплив факторів, що впливають на якість і погіршення зображення. Методи повинні мати статистичну основу і бути розраховані на уникнення небажаних зсувів.

ПЕРЕЛІК ОСНОВНИХ ПУБЛІКАЦІЙ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Вуд Д. Интерпретация смысла определения телевидения высокой четкости / Дэвид Вуд // Праці УНДІРТ. - 2000. - № 2(22). - С. 47-55.

2. Вуд Д. Роль оценки качества изображений в развитии телевизионного вещания / Дэвид Вуд // Праці УНДІРТ. - 2000. - № 3 (23). - С. 48-53.

3. Вуд Д. Новые системы телевидения. Исследования и предложения по их совершенствованию / Дэвид Вуд // Зв'язок. - 2001. - № 1(27). - С. 26-28.

4. Вуд Д. Возможное влияние воспроизводящих устройств на основе плоских панелей на передачу программ телевизионного вещания / Дэвид Вуд // Праці УНДІРТ. - 2003. - № 2(34). - С. 34-36.

5. Вуд Д. Новая стратегия оценки качества ТВ изображений и качества службы ТВ вещания / Д. Вуд, О.В. Гофайзен, М.О. Кривошеев // Праці УНДІРТ. - 2003. - № 3 (35). - С. 26-28.

6. Вуд Д. Развитие систем видеосжатия / Дэвид Вуд // Праці УНДІРТ. - 2006. -№ 1(45). - С. 40-42.

7. Вуд Д. Стратегії впровадження мовленнєвих цифрових технологій / Девід Вуд // Цифрові технології. - 2008. - № 4. - С. 6-7.

8. Вуд Д. Современное состояние телевизионных технологий и методов оценки качества телевизионных изображений / Дэвид Вуд // Праці УНДІРТ. - 2007. - № 2 (50). - № 3 (51) - С. 22-43.

9. Hoffmann H. 1080P/50: The third-generation HDTV system. Is it a feasible option for production and emission? / H. Hoffmann, T. Itagaki, D. Wood // Матеріали Міжнародної науково-технічної конференції “Технології цифрового мовлення: Стратегія впровадження ” (DBT-2007). - Одеса, 2007. - С. 40-47.

10. Вуд Д. Сучасні проблеми вибору напрямку переходу до цифрового телебачення / Девід Вуд // Праці УНДІРТ. - 2008. - № 2 (54) - № 3 (55). - P. 3.

11. Bernath K. The EBU method for Organizing Subjective tests of Television Picture Quality / K. Bernath, F. Kretz, D. Wood EBU Review - Technical. - April 1981. - № 186. - P. 2-11.

12. Wood D. On the Eve of the Revolution - Digital Television Broadcasting / David Wood / EBU Technical Review. - Summer 1994. - № 260. - P. 3-12.

13. Wood D. Satellites, Science, and Success. The DVB Story / David Wood // EBU Technical Review. - Winter 1995. - P. 4-11.

14. Wood D. Never mind the quality - what about the programmes? IEE Divisional Lecture / David Wood // London: IEE, February 1997. - № 12. - P. 1-9.

15. Wood D. Everyone Needs Standards / David Wood // EBU Technical Review. № 277. - Autumn 1998. - P. 28-30.

16. Wood D. Digital Radio by Satellite - New risks, new opportunities, and a possible new gateway / David Wood // EBU Technical Review. - № 276. - Summer 1998. - P. 40-44.

17. Wood D. Reading between the lines: Multimedia and the Broadcaster / David Wood // EBU Yearbook. - 2000. - P. 20-21.

18. Wood D. Parental control in Europe / David Wood // EBU Diffusion. - 2001. -
№ 2. - P. 14-20.

19. Wood D. Fundamentals of Public Service Broadcasting / David Wood // EBU Diffusion. - 2002. - № 4. - P. 8-11.

20. Wood D. The Raising of the iron curtain - Ten years on / David Wood // EBU Diffusion. - 2003.- № 36. - P. 1-5.

21. Wood D. Everything you wanted to know about Video Codecs / David Wood // EBU Technical Review - The best of 2003. - 2004. - P. 38-43.

22. Wood D. Haute Definition - Le choix de L'Europe / David Wood // UER Revue Technique, Selection 2004. - P. 24-32.

23. Wood D. High definition for Europe - A progressive approach / David Wood // EBU Technical Review. - October 2004. - P. 24-32.

24. Baron S. The Foundation of Digital Television: The Origins of the 4:2:2 Component Digital Television Standard / S. Baron, D. Wood // SMPTE Motion Imaging Journal. - 2005. - V. 114. - № 9. - P. 327-334.

25. Hoffmann H. Studies on the bit rate requirements for a HDTV format with 19201080 pixel resolution, progressive scanning at 50 Hz frame rate targeting large flat panel displays / H. Hoffmann, T. Itagaki, D. Wood, A. Bock // IEEE Transactions on Broadcasting. - 2006. - 52(4). - P. 420-434.

26. Hoffmann H. Psycho-physical Method of Television Picture Quality Evaluation (EBU-II) / H. Hoffmann, T. Itagaki, D. Wood // Electronics Letters. - February 2007. - Issue 4. - V. 43. - P. 212-213.

27. Hoffmann H. 1080p/50 The Third Generation HDTV System Is it a feasible optio9n for production and emission? / H Hoffmann., T. Itagaki, D. Wood // SMPTE Journal. - Issue 4. - Vol. 116. - April 2007. - P. 149-155.

28. Hoffmann H. A novel method for subjective quality assessment and further studies of HDTV formats / H. Hoffmann, T. Itagaki, D. Wood, T. Hinz, T. Wiegand // IEEE transactions on broadcasting. - 2008. - V. 54. - № 1, -
P. 1-13.

29. Wood D. ITU Handbook on Subjective Assessment Methodology / David Wood. - Geneva: ITU, 1994. - 98 p.

30. Sandbank C. EBU Studies in High Definition Television / C. Sandbank, D. Wood // Second international conference on new systems and services in telecommunication . - Liиge, November 1983. - P. H1.1- H1.10.

31. Wood D. The EBU contribution to the world-wide HDTV study / D. Wood, W. Habermann International Broadcasting Convention. - Brighton, September 1986. - P. 149-152.

32. Wood D. Alternative methods of deriving wide aspect-ratio component systems / International Symposium on Broadcasting Technology (ISBT'87). - Beijing, September 1987. - № 24-26. - P. 140-153.

33. Wood D. How much bit-rate reduction is possible? European Perspectives / David Wood // International Television Symposium. - Montreux, June 1991. - P. 601-611.

34. Wood D. Enhanced television - A Global View / Wood D. // Singapore: Proceedings of the Broadcast Asia 92 Conference “Today's Equipment, Tomorrows Technology”. - June 1992. - P. D21-D29.

35. Wood D. Technical and Quality Issues for European Digital television. / David Wood // NAB 1994 Broadcast Engineering Conference Proceedings. - P. 199-204.

36. Wood D. Technickй a kvalitativni problйmy europskй digitбlni televize / David Wood // Pro technickou konferenci Иeske televizй. - Иerven 1994. - P. 79-88.

37. Vreeswijk F.W.P. Advantages and disadvantages of scalable approaches from SDTV to HDTV / F.W.P. Vreeswijk, D. Wood // Seminar on new technologies in sound and television broadcasting. - Brazil, July 1994. - P. 667-673.

38. Wood D. Prospects for common worldwide digital television systems / David Wood // Commission of the European Communities - Digital Video Broadcasting Volume of Technical Papers Accompanying the Commission's Communication on Digital Television. - 1994. - P. 281-325.

39. Wood D. Television picture quality: What does it mean, and what does it matter? / David Wood // IAB/ITU International Symposium on Digital Broadcasting, Montreux, October 1994 and EBU Diffusion, Spring 1995. - P. 46-51.

40. Wood D. News on the Edge of Technology / David Wood // EBU Diffusion. - Autumn 1995. - P. 35-38.

41. Wood D. Quality Evaluation: Trying to catch the wind. SSCQE (Single Stimulus Continuous Quality Evaluation ) / D. Wood, J.P. Evain / Montreux: IAB Conference “Made to Measure 96”. - P. 1-11.

42. Wood D. The DVB Project: Philosophy and core system / David Wood // IBC, London, September 1996 and IEE Electronics and Communications Engineering Journal, February 1997. - P 999-1006.

43. Wood D. Bits and Digits. The Digital Environment with special reference to the DVB Project / David Wood // FES /ITU / PRO-AV AFRICA / URNTA Regional Symposium on new technologies in sound and television broadcasting for Africa. - Johannesburg, February 1997. - P. 59-72.

44. Wood D. Broadcast Technology and the Developing World / David Wood // ITU 4^th Regional Africa Telecom Forum “Strategies for Sustainable Development”. - May 1998. - ST 2.8.1-ST 2.8.5.

45. Baron S. International Standards for Digital Terrestrial Television Broadcasting - How the ITU achieved a Single-Decoder world / S. Baron , D. Wood // Proceedings of the NAB Broadcast Engineering Conference. - 1998. - P. 150-161.

46. Wood D. Making digital radio worthy of its heritage. / David Wood // European Commission Workshop “Principles for the Implementation of Digital radio” - Brussels, March 1999. - P. 23-27.

47. Wood D. I'm a broadcaster - Get me out of here / David Wood // IEE 2-day Seminar on ?IT to HD: Visions of broadcasting in the 21st century?. - London, November 2004. - IEE. - P. 171-178.

48. Wood D. European strategies, approaches, and projects for new media / David Wood // SP: IC (20), October-November 2005. - P. 789-800.

АНОТАЦІЯ

Вуд Д. Оцінка якості зображення в сучасних і перспективних телевізійних системах - рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата наук за спеціальністю 05.12.17 - радіотехнічні та телевізійні системи - Одеська національна академія зв'язку ім. О.С. Попова.

Дисертація присвячена дослідженню і розвитку систем ТВ виробництва і ТВ мовлення і розвитку методів оцінки якості зображень, відтворюваних мовленнєвими ТВ системами.

Метою дисертації є дослідження механізмів, що визначають якість ТВ зображення і що роблять на нього вплив, методів вимірювання якості ТВ зображення, а також використанню отриманої інформації для дослідження і розробки нових ТВ систем.

Дисертація містить шість розділів. У ній представлено результати роботи з дослідження й розвитку нових телевізійних систем, що проводилася протягом приблизно двадцяти п'яти років. В області оцінки якості зображення основною метою є знаходження методів, які можна використовувати в лабораторіях всього світу для отримання достовірних, несуперечливих, обґрунтованих і повторюваних результатів. Запропоновані методи широко використовують у виробництві ТВ програм, і в даний час вони утворюють міжнародну мову, за допомогою якої оцінюють якість зображення, а також зіставляють якість з фінансовими витратами.

Ключові слова: телебачення, телевізійне виробництво, телевізійне мовлення, цифрові технології, якість зображення, методи оцінки.

Вуд Д. Оценка качества изображения в современных и перспективных телевизионных системах - рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата наук по специальности 05.12.17 - радиотехнические и телевизионные приборы - Одесская национальная академия связи им. А.С. Попова

Диссертация посвящена исследованию и развитию систем ТВ производства и ТВ вещания и развитию методов оценки качества изображений, воспроизводимых вещательными ТВ системами.

Целью диссертации является изучение механизмов, определяющих качество ТВ изображения и оказывающих на него влияние, методов измерения качества ТВ изображения, а также использованию полученной информации для исследования и разработки новых ТВ систем.

Диссертация содержит шесть глав. В ней представлены результаты работы по исследованию и развитию новых телевизионных систем, проводившейся в течение приблизительно пятнадцати лет. В области оценки качества изображения основной целью явилось нахождение методов, которые можно использовать в лабораториях всего мира для получения достоверных, непротиворечивых, обоснованных и повторяемых результатов. Предложенные методы широко используются в производстве ТВ программ и в настоящее время образуют международный язык, посредством которого описывают качество изображения ТВ программ, а также для сопоставления качества ТВ систем с точки зрения их производства с финансовыми затратами на них.

Ключевые слова: телевидение, телевизионное производство, телевизионное вещание, цифровые технологии, качество изображения, методы оценки.

Wood D. Current and future television image quality evaluation. - Manuscript.

Thesis for competition of Philosophy Doctor scientific degree on specialty 05.12.17 - wireless and television devices - Odessa National Academy of Telecommunications n.a. A.S. Popov.

Thesis reports the study and development of television programme production and broadcasting systems, and the development of image quality evaluation methods for them.

The objective of the Thesis is to investigate the mechanisms that influence and define TV picture quality, how it can be measured, and to use this knowledge in the investigation and development of new TV systems.

Picture quality evaluation continues to grow in importance. Digital broadcasting and other forms of digital delivery of have distinctly different characteristics to former analogue television systems. The relationship between quality and the technical parameters of content adaptive digital systems is highly complex, and cannot be accurately found by physical measurements of signals. The same `physically measured' values of conventional parameters, such as SNR, have practical uses, but may give quite different picture qualities depending on the content of the televised scene. Subjective quality evaluation is indispensable in the selection of digital television systems, particularly for basing choices on what the viewer will actually see in his home.

The thesis contains six chapters. It contains the results of work undertaken in the context of research and development of new television systems, over a period of about fifteen years. In an area such as picture quality evaluation, the goal is to find methods which can be used in laboratories throughout the world to produce reliable, consistent, and valid results. They have been, and continue to be, widely used, and now form the `international language' by which those discussing picture quality and TV systems can communicate with each other about their fundings.

Key words: television, TV production, TV broadcasting, digital technologies, image quality, evaluation methods.

Размещено на Allbest.ru

...