автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Исследование и разработка методов и аппаратуры обработки информации в технических комплексах телерадиовещания

На правах рукописи

Мкртумов Александр Сергеевич

УДК 654 19 621 391 83

ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И АППАРАТУРЫ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ В ТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСАХ ТЕЛЕРАДИОВЕЩАНИЯ

Специальности

05 13 01 - системный анализ, управление и обработка информации

(вычислительная техника и информатика) 05 12 04 - радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Таганрог — 2008

003449480

Работа выполнена в Таганрогском технологическом институте Южного Федерального Университета (ТТИ ЮФУ)

Научный консультант Доктор технических наук, профессор Малюков С П

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Мишенков С Л

доктор технических наук, профессор Першин И М

доктор технических наук, профессор Прокопенко Н Н.

Ведущая организация

ОАО «Научно-исследовательский кинофотоинститут» (НИКФИ)

Защита состоится « 2008г в часов на заседании

Диссертационного совета Д 212 208С2 при Южном федеральном университете по адресу 347928, г Таганрог, ГСП-17А пер Некрасовский, 44

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТТИ ЮФУ

Автореферат разослан " # 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета, д т.н., профессор

АН Целых

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы Наиболее массовым средством информационного обеспечения населения является аудиовизуальная информация телерадиовещания, в формировании и передаче которой участвуют технологические комплексы и технические средства, активно изменяющиеся в настоящий период в связи с переходом вещания от аналоговых к цифровым методам подгоювки и распространения программ Цифровые технологии подготовки программ слились с новыми компьютерными технологиями, усложнились внедрением различных способов сжатия и цифровой модуляции В настоящее время актуальность обеспечения качества программ возросла Это вызвано как переходом на цифровые технологии, так и кардинальными изменениями структуры отрасли вещания в новейший период (15 лет), приведшими к более чем десягикратному росту числа телерадиокомпаний всевозможных размеров и форм собственности Поэтому проблемы качества связаны и с появлением новых факторов, вызывающих искажения информации, и с необходимостью разработки новых подходов к методам контроля качества, актуализации нормативно-технической базы телерадиовещания Предметом данной работы являются исследования и разработка методов и аппаратуры обработки информации в технических комплексах телерадиовещания, направленные на ее анализ, обработку и управление качеством

Теоретические и практические предпосылки к проведению этих исследовании содержатся в работах М И Кривошеева, Б М Певзнера, В П Дворковича, К Ф Гласмана, Л Л Полосина, Л Г Лишина, С Р Немцовой, И Б Соколовой и других исследователей

Целью данной работы является разработка комплекса научно обоснованных решений проблемы повышения технического качества аудиовизуальной информации телерадиовещания, имеющей важное социально-культурное и хозяйственное значение

Для достижения этой цели ставились и решались следующие основные задачи

анализ состояния проблемы качества в телерадиовещании по его уровню, методам, средствам и организации контроля,

- оптимизация методов контроля качества аудиовизуальной информации телерадиовещания,

- исследования и разработка оптимизированных средств контроля качества изображения и звука в телерадиовещании,

- разработка критериев экологической безопасности телерадиопродукции и методов контроля и коррекции факторов риска,

- исследования и разработка способов и устройств для повышения качества изображения и звука.

Методы исследований. В диссертации приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований, полученных с использованием методов системного анализа (построение и верификация моделей, оптимизация методами локального поиска в глубину, в ширину, с возвратом, имитационное статистическое

моделирование, трансформация, визуализация и отображение, нечеткая логика) теории передачи изображений по электрическим каналам связи, теорш радиотехнических сигналов и цепей, теории дискретизации сигналов статистической радиотехники, интегрального исчисления, теоретической механик и инженерной психологии

Научная новизна проведенных исследований состоит в следующем

1 Разработаны принципы системной оптимизации алгоритма контро качества телерадиопродукции

2 Определены критерии и проведена оптимизация технических параметро и условий работоспособности оптимального алгоритма контро качества, в тч структуры тестовых данных для измерений параметро видео- и звуковых трактов, влияния видеокомпрессии на точност измерений, проведена коррекция методов измерений ряд видеопараметров

3 Впервые разработан и применен в практике метод дистанционно диагностики трактов формирования и передачи телерадиопрограмм различных алгоритмах его работы Предложены принципы и проведен разработка системы дистанционной диагностики трактов с автономны доступом авторизованного пользователя

4 Сформулировано новое понятие телерадиопродукции допустимог качества, необходимое для регламентации ее экологических парамегров Разработаны критерии принятия решений для выявления и устранени экологических факторов риска и видеодефектов Предложено ново техническое решение для их автоматизированного выявления и фиксации

5 Разработаны основные принципы и системный ряд отраслевы стандартов, определяющих требования к параметрике трактов и метода ее измерения, базовый алгоритм проблемно-ориентированно* диагностики состояния конкретного производства телерадиопродукции процедуры проверки соответствия, правила эксплуатации технически, средств телевидения и радиовещания.

Решение поставленных задач позволяет автору выносить на защит

следующие основные положения

1 Интегральный подход к обеспечению гарантированного качеств

телерадиопродукции при переходе к цифровым методам вещания, включая

- повышение эффективности контроля качества телерадиопродукции, основанно на конвергенции технических средств вещания и информационных технологий,

- разработку комплексного ряда актуализированных и гармонизированных норм методик контроля качества телерадиопродукции,

- защиту зрителя от риска негативного воздействия технических параметро телепрограмм

2 Общая концепция системной оптимизации технологии контроля качества телерадиопродукции, включая метод универсальных тестовых файлов и дистанционную диагностику трактов формирования и распространения телерадиопрограмм, основанные на конвергенции технических средств вещания и информационных технологий

3 Новый подход к обеспечению зрителя/слушателя экологически безопасной телерадиопродукцией, включая нормирование факторов риска и разработку методов и аппаратуры их контроля и коррекции

Практическая значимость работы.

Действующий рад разработанных стандартов, включая ГОСТ 52722-2007, составляет основу нормативной базы качества трактов формирования отечественной телеради опродукции

Студийный видеомагнитофон «Кадр-ШЗСЦ» с разработанными подсистемами и измеритель временного рассогласования ИВР-1 получили внедрение в производство и использование в отрасли вещания

Созданы методики диагностики по методу УТФ и разработанные для них программные комплексы измерений звуковых трактов и колориметрии теле- и видеокамер и аппаратно-программные комплексы диагностики компонентных видеотрактов с возможными включениями переходов в PAL и кодеров СЕКАМ Разработанные методы, включая дистанционную диагностику, при широком практическом внедрении составляют базу для реального но технико-экономическим показателям повсеместного контроля качества телерадиопродукции и могут использоваться для диагностики трактов в режиме текущего вещания

Разработанные критерии и пути обеспечения экологической безопасности 1елерадиопродукции служат основой для реализации комплексных мер в данном направлении

Предложенные системы развертки сигналов изображения в приемнике ТВЧ и т;вухканального цифрового звукового сопровождения в сисгеме ЦГ СЕКАМ отличаются повышенной технико-экономической эффективностью

Разработанная методология использования инструментов стандартных звуковых программ позволяет проводить измерения полного набора идеопараметров без использования аппаратных средств

Реализация результатов работы.

Теоретические и практические результаты работы использовались в НИР, ОКР других работах ВНИИТР, учреждения «Телерадиотест» и НИЦРИТ, по и i огам оторых

- выпуск видеомагнитофонов 2-го поколения «Кадр-ЮЗСЦ», параметры качества которого были обеспечены в результате исследований, изложенных в главе 4, был произведен в количестве более 600 единиц и составил основу обновления парка видеозаписи государственных телекомпаний,

- под руководством и при непосредственном участии автора разработаны и внедрены следующие нормативные документы

ГОСТ Р 52722-2007 «Каналы передачи цифровых телевизионных сигналов аппаратно-студийного комплекса и передвижной телевизионной станции цифрового вещательного телевидения. Основные параметры и методы измерении»,

ОСТ 58-18-96 «Техническая база производства телерадиопродукции Методы сертификации. Общие требования Основные параметры и методы испытаний»,

ОСТ 58-21-00 «Техническая база производства телепродукции Общие требования Основные параметры»,

ОСТ 58-22-00 «Техническая база производства радиопродукции Общи требования Основные параметры Классификация уровней качества»,

ОСТ 58-23-01 «Оборудование цифровое для формирования телепрограмм Основные параметры Методы измерений»,

ОСТ 58-30-03 «Таблицы отражательные телевизионные для цифровог телевидения Общие технические требования»,

ПТЭ-2001 «Правила эксплуатации технических средств телевидения радиовещания»,

СТО 47-13-00 «Порядок организации, подюювки и проведения работ п сертификации технической базы производства телерадиопродукции в учреждени «Телерадиотест»»,

СТО HAT 001.Т-01.2007 «Уровни сигналов в каналах звуковог сопровождения аналогового и цифрового телевещания»,

- результаты данной работы явились методической основой проведенных 1997 г испытаний и коррекции технических комплексов подготовк программ более чем 1000 телерадиокомпаний

- разработанные методы программно-файлового анализа и дистанционно" диагностики были эффективно применены для сертификационны испытаний технической базы 26 телерадиокомпаний,

- разработанный измеритель временного рассогласования изображения звука ИВР-1 выпускается, применяется по назначению и рекомендовав как средство измерений в 3 новых ГОСТах по ТВ

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на I научно-технической конференции ВНИИТТ (Москва, 1983 г), 6-ой, 7-ой, 8-ой, 9-ой 10-ой и 11-ой Международных конференциях «Организационно-правовы финансовые и научно-технические аспекты современного телевидения * радиовещания», (Софрино, 1996 г, 1998 г., 2000 г., 2001 г, 2002 г, 2003 г), Научно практическом семинаре «Праздник прогресса и будни практики телерадиовещания) (Софрино, 1999г), 1-й, 2-й и 3-й Международных научно-технически конференциях «Спутниковое и кабельное телевидение XXI века» (Москва, 1999 г 2000 г., 2003 г), II - VI, X и XI Международных конгрессах HAT «Прогрес технологий телерадиовещания» (Москва, 1998 г, 1999 г, 2000 г, 2001 г 2002 г, 2006 г., 2007г.), Международной научно-технической конференци «Интеллектуальные системы (AIS'07)» (Дивноморское, 2007 г)

Публикации. По теме диссертации опубликованы 57 печагных работ, в том шсле одна монография и 14 патентов и авторских свидетельств на изобретения и видетельств на полезную модель

Структура и объем работы. Диссертация сосюит из введения, шести I лав и аключения, списка используемых в диссертации литературных источников и шложешш Общий объем диссертации - 405 стр , основного текста - 304 стр , ключая 138 рисунков, 28 таблиц, библиографического списка литературы из 316 «именований на 21 стр

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы приведена (ель работы, указаны методы исследования, дано краткое содержание основных аздетов диссертации, отмечена научная новизна, приведены сведения о рактической ценности, реализации и внедрении, апробации диссертационной аботы Отмечены факторы, определяющие важность проблемы качества елерадиопродукции для общества и самих вещателей

- социальная значимость и защита прав потребителя,

- экологическая безопасность вешания,

- конкурентоспособность программы

Приведены роль и место данных факторов на современном этапе и в перспективе

В первой главе рассматривается современное состояние технологического роцесса формирования и распространения телевизионных и радиовещательных рограмм с позиций контроля их технического качества Рассмотрены в основных роявлениях признаки эволюции данных процессов Наиболее подробнпй анализ роводится для грактов формирования телевизионных программ Показано что овейший период развития привел к радикальному увеличению числа ехнологических вариантов их построения, особенно при формировании елепрограмм Подытоживаете« динамика изменений в отечественном ТВ нализируется деградация параметров качества изображения и звука и ее конгроль аналоговых и цифровых трактах вещания, приводится классификация дефектов, ызванных шумами и помехами, линейными и нелинейными искажениями в налоговых трактах На основе выборочных данных по сертификации технической базы 54 телекомпаний и 87 радиокомпаний в 2003-2006 гг охарактеризована степень еградации параметров качества на выходе трактов формирования программ (ГФП) оказано, что подавляющая часть случаев реальной деградации качества зображения и звука вызывается набором искажений, вполне определяемых тассическими методами измерений вещательных трактов при условии обеспечения екватности этих методов компонентной и цифровой формам представления гналов Из статистических данных следует, что параметры технической базы ногих компаний ставят теле- и радиопродукцию на грань допустимого в вещании чества изображения и звука

Проведен анализ метрологического обеспечения, показывающий, что базовая ормативная документация (НД) не отражает специфики измерений параметров гналов компонентных и цифровых трактов, которые, начиная с 1990г, все шире едрялись в состав ТФП Работа по приведению нормативной базы в более

адекватное состояние представлена в главе 5. Предложения автора по коррекции | методик измерений ряда параметров изложены в главе 2.

Определена номенклатура технических факторов аудиовизуальной информации, способных привести к риску опасного психофизиологического воздействия на потребителя. Из проведенного анализа следует необходимость мер для обеспечения психофизиологической безопасности телерадиопродукции.

Далее рассмотрено влияние организационных и экономических факторов на реальное состояние и эффективность контроля качества телерадиопродукции. Показаны отсутствие в настоящее время механизма обязательного внешнего контроля качества и малая эффективность внутреннего контроля в телерадиокомпаниях, не обладающих необходимыми ресурсами (рис. 1).

Ресурсные потребности

Стоимость аппаратуры

¡Поддержание аппаратуры в рабочем состоянии \

Время измерений и обработки результатов

Квалификация персонала

Неполная адекватность цифровой специфике

Легитимность реэулътатов

Рис. 1. Проблемы диагностики трактов ТВ и РВ

С учетом анализа указанных на рис.1 ресурсных потребностей проведен расчет минимальной стоимости организации контроля качества в производстве телерадиопродукции на базе существующих методик, показывающий1 необходимость разработки методов и алгоритмов диагностики состояния трактов вешания с более высокой технико-экономической эффективностью.

Итогом проведенного анализа является вывод о необходимости интегрального подхода к обеспечению гарантированного качества телерадиопродукции, объединяющего повышение эффективности контроля качества, комплексную разработку норм и методик измерений параметров трактов формирования телерадиопродукции и защиту зрителя от риска негативного воздействия ее технических параметров.

Во второй главе проводится определение требований к системной оптимизации технологии контроля качества телерадиопродукции. Построена! информационная модель системы управления техническим качеством

телерадиопродукции (СУТКТ, рис 2""), которой более 10 лет является в отрасли вещания система сертификации «Телерадио»

4 le !

2 КИА

4 5

3 Тракт

уно

Рис 2 Схема потока данных в системе управления качеством технической

базы ТРК

^Обозначения символов операторов по ГОСТу 19 701 (ИСО 5807-85) Поясним работу схемы Комплекс ТРК - телерадиокомпания

Комплекс УНО - уполномоченной нотифицированной организации -ключает орган по сертификации (ОС), испытательный центр (ИЦ) и базы НД, в гом исле по методам испытаний и нормам на параметры тракта

Комплекс ОГР - орган госрегулирования в области телерадиовещания Потоки данных для наглядности в очередности этапов имеют номера N' Г - пакет сведений от ТРК в УНО для проведения испытаний

а)заявка на сертификацию,

б) схема техпроцесса подготовки и выдачи программ (блок- схема тракта, описание технологии),

в) перечень оборудования

2' - разработка рабочей программы (РП) записи рабочих материалов (РМ) на

базе норм на методы испытаний 3' - направление и согласование РГ1 с ТРК 4', 5' - запись РМ в тракте согласно P1I 6' - направление РМ в УНО 7' - измерение параметров тракта

8' - определение оценки соответствия на базе норм на параметры 9' - передача в ОС заключения ИЦ о степени соответствия технической базы требованиям НД

10', 10" - извещение ТРК и ОГР о результатах испытаний и выдаче или отказе в выдаче сертификата соответствия

1Г - действия ТРК по коррекции тракта (в случае необходимости) и повторение алгоритма действий, начиная с 4'

12', 12" - разрешение или отказ ОГР в выдаче (пролонгации) ТРК лицензии н вещание

Как видно из рис 2 1, система включает 2 петли обратной связи от результата испытаний - непосредственно к ТРК и через ОГР В работе показано место каждог из представленных в разделах ее содержания исследований в процесс функционирования СУТКТ

Разработка метода диагностики состояния вещательных трактов повышенной технико-экономической эффективностью включила

1-й этап - разработку оптимального алгоритма диагностики состояния вещательных трактов,

2-й этап - поиск, обоснование и выбор технических параметров д эффективной реализации и работоспособности данного алгоритма,

3-й этап - разработку методик автоматизированного измерения параметро трактов, включая специальное программное обеспечение

1-й этап разработки нового метода диагностики трактов.

Объектом испытаний параметров качества является тракт, объекта оптимизации - более широкая система контроля качества тракта (СККТ), которая целом по своим функциям и иерархии является частью СУТКТ, играющей п отношении к ней роль системы более высокого порядка (суперсистемы) Цель оптимизации СККГ является снижение затрат на ее организацию функционирование как свойств системы относительно целей и задач суперсистемы те управления качеством телерадиопродукции Модель функционирования СКК1 как схема обработки данных можег быть представлена в виде, показанном на рис 3

Рис 3 Обобщенная модель СККТ

1 - подсистема (ПС) действий оператора (человека) по организации процесса испытаний, включая подачу тестовых сигналов и анализ выходных данных.

2-ПС подачи тестовых сигналов на вход тракта и регистрации и анализ выходных сигналов тракта

3 - ПС подсистема «испытуемый тракт»

4 - ПС синтеза результирующей оценки с переключением на коррекцию тракта

(ПСЗ)

5 - ПС действий по коррекции ПС 3 при несоответствии требованиям

6 - пункт назначения данных/конец работы алгоритма

А - поток данных (ручных команд) от 1 к 2

X - вектор входных переменных тракта.

У - вектор выходных переменных СККТ (он же - вектор внутренних переменных тракта 3)

Ъ-вектор внутренних переменных СККТ (он же - вектор выходных переменных тракта 3)

В - поток выходных данных подсистемы 2 к испытателю 1

V - измеренные значения полного набора видео- и/или аудиопараметров У тракта

Критерием оптимальности (он же целевая функция - ЦФ) в данном случае является минимум стоимости организации и функционирования СККТ

4

Обозначим значение ЦФ = С, тогда С = , где С, - стоимость затрат по каждой из

4 ресурсных потребностей, указанных в гл 1 Присвоим им номера в произвольном порядке, например 1 - квалификация испытателя, 2 - время испытаний, 3 -стоимость аппаратуры, 4 - поддержание аппаратуры в рабочем состоянии. Совокупность признаков, определяющих значение С„ назовем об часгыо оптимизации О, Установим принадлежность каждого из О, совокупностям признаков Мп подсистем (ПСП) модели СККТ Тогда

1) О1 (квалификация персонала) с М^М?,

2) 02 (время испытаний) с М^Мг,

3) Оз (стоимость аппаратуры) сМ2,

4) 04 (поддержание аппаратуры в рабочем состоянии) с М2

Далее проведен поиск локальных оптимумов (минимумов) для каждого С, методом ветвей и границ в варианте поиска в глубину Так, для С! оптимальным вариантом оказывается адаптация измерительной аппаратуры (ПС 2) к оператору (ПС 1), что соответствует решению в области О) в виде программного метода генерации и анализа комплексных тест-сигналов, это же решение оптимально для С2 с дополнительным условием минимизации длительности тестовых сигналов что адекватно условию расчетно допустимой минимизации объема тестовых данных Для Сз оптимальна адаптация 03 к тракту как среде взаимодействия, т е организация работоспособного комплекса измерительной аппаратуры, сочетающая минимум цены с широкими измерительными возможностями Сегодня таким решением однозначно является использование в качестве средств измерений компьютеров с платами ввода-вывода аудиовидеосигналов и целевым программным обеспечением, что и является локальным оптимумом как для Сз, так и для С4

Данное решение требует вместе с тем ответа на вопрос о гарантированной точности измерений и возможности периодического подтверждения этой точности Если одна или две компьютерные станции используются как отдельная (сторонняя

для испытуемого тракта) измерительная установка, то уровень требований к ее параметрам зависит, согласно принципам метрологии, от допусков на нормативные значения соответствующих параметров испытуемого тракта Поэтому эти требования могут быть определены в соотношении с допусками используемых пользователем норм Эги соотношения рассчитаны с достаточным запасом по точности, исходя из законов суммирования различных видов искажений, и предложены в работе в таблицах для видео- и звуковых трактов

Однако это решение еще не является глобальным оптимумом Следующий шаг оптимизации в области Оз отличается тем, что функцию средств измерений выполняют компьютерные системы, входящие в состав тракта формирования программ (ПС 3) В настояшее время практически в каждой телерадиокомпании в состав тракта формирования и выдачи программ вошли компьютерные средства выдачи и приема аудиовидеосигналов (станции нелинейного видеомонтажа, звуковые станции, серверы), работающие с их файловым представлением В работе детально показано, что компьютерные средства выдачи и приема аудиовидеосигналов, входящие в состав комплексов формирования теле-и радиопрограмм, могут использоваться для измерений параметров трактов с помощью специально разработанных для этого программных средств.

Поскольку при этом Сз = 0, данное решение можно считать глобальным оптимумом Модель СККТ в этом случае примет вид, показанный на рис 4

Здесь место ПС 2 занимает испытуемый тракт 2, осуществляющий по определению ГОСТ 19 701 «предопределенный процесс, состоящий из одной или нескольких операций или шагов программы, которые определены в другом месте (в подпрограмме, в модуле)»

Рис 4 Модель СККТ в варианте Х5

Определение процесса производится оператором 1, инсталлирующим в выбранную компьютерную станцию (станции) конкретную измерительную программу и организующим прохождение сигналов в тракте по нужной траектории На выходе оператор получает не поток данных В, обработанных в разных комплексах в разной степени, а измеренные значения У полного набора видео-и/или аудиопараметров У тракта для передачи в пункт принятия решений 3

Вместе с тем, для широкого использования данной возможности требуется в качестве дополнительного условия выбор формата тестовых файлов

универсального применения. А именно, тестовый файл, передаваемый на объект испытаний, должен обладать способностью либо воспроизводиться на выходе станции в той или иной форме видео- или аудиосигнала, либо быть преобразованным в рабочий формат станции, который позволяет осуществить такое воспроизведение

Данное решение является глобальным оптимумом также и для С4 , гак как дополнительных к тракту объектов поддержания работоспособности не возникает

Поскольку ни один из найденных оптимумов для С, не включает эчементов противоречия другим, можно заключить, что их совокупность является и

4

минимумом целевой функции С = ^С, в целом Применение л<с сторонних

.-1

компьютеров является локальным оптимумом, применяемым для iex трактов, которые не имеют в своем составе соответствующих компьютерных средств

Базируясь на работе с файловым представлением видео- и аудиосигналов, данная методика естественным образом сочетается с сетевыми методами передачи информации Это позволило выйти на дистанционную диагностику трактов, при которой этот контроль осуществляется удаленным испытательным цен гром, имеющим необходимые для этого полномочия, средства и квалификацию В работе обоснована целесообразность включения пункта дистанционной диагностики в общие требования оптимизации

В итоге, системная оптимизация алгоритма контроля качества телерадиопродукции должна отвечать следующим общим требованиям

1 Программный метод генерации и анализа тестовых файлов

2 Расчетно допустимая минимизация объема тестовых данных

3 Использование тестовых форматов универсального применения

4 Пригодность алгоритмов технологии к осуществлению дистанционной диагностики параметров удаленных объектов

Эффективность алгоритма обусловлена совокупным кумулятивным действием данных свойств Программный метод решает задачи оперативности и автоматизации измерений, предельно минимизирует требования к квалификации оператора Минимизация объема данных сокращает время испытаний, облегчает дистанционную диагностику и допускает измерения тракта в процессе вещания Основным пунктом является использование тестовых форматов универсального применения, что позволяет использовать в качестве источника и регистратора тестовых сигналов компьютерные станции, вошедшие сейчас в состав каждого тракта формирования программ При этом ключевым моментом для адекватности измерений является то, что параметры станции являются органической составляющей параметров тракта и его продукции в целом. В результате затраты на приобретение и поддержание измерительных средств, общая потребность в которых по стране составляет согласно расчетам главы 1 величину порядка 1 млрд руб , сводятся практически к нулю

Алгоритм построения и работы СККТ, отвечающий данным требованиям, назовем методом универсальных тестовых файлов (УТФ). Метод допускает этапность в реализации его принципов, как в технологии измерений, так и в технологии дистанционной диагностики

2-й этап разработки нового метода диагностики трактов включил

- оптимизацию структуры тестовых данных,

- учет влияния преобразования формата видеофайлов на точность измерений,

- ревизию и коррекцию методов измерений ряда видеопараметров,

- определение влияния цифровой компрессии на точность измерений

Для реализации метода УТФ определяется оптимальная структура тестовых данных для методики измерений параметров видео- и звуковых трактов Вначале определяются локальным поиском параметры дискретизации и форматы файлов Для звуковых измерений оптимальны частота дискретизации 48 кГц, разрядность 16 бит/отсчет и формат некомпрессированного стерео- или монофонического звука «Wave» Для измерений видеотрактов сформулированы требования к разработке универсального решения задачи применения метода УТФ к анализу видео грактов с произвольным кодеком Методом поиска с возвратом для работы на современном этапе выбран формат тестового файла BMP ("Windows Bitmap") с глубиной цвета 24 бит/пиксел Дерево решений для данного поиска показано на рис 5

Рис 5 Дерево решений для выбора формата тестовых видеофайлов (формат BMP - решение Х7)

Далее проведена оптимизация объема тестовых данных, ограничиваемая влиянием аддитивной флуктуационной помехи, снижающим точность измерений при сокращении объема данных Процесс включает 3 этапа

Вначале проводится декомпозиция тестовых данных на фрагменты для измерения отдельных параметров и рассчитывается значение оа дисперсии шумового процесса с нормальным распределением, соответствующее допустимой погрешности измерений 1-го параметра с заданной доверительной вероятностью а Пусть d, - допуск НД на 1-й измеряемый параметр Значение допустимой погрешности, исходя из рекомендаций НД по метрологии, можно принять равным 6, = 0,3 d, Тогда значение с0, определится выражением

Со, = (7-ад)'1 5, = 0,3 d, (z,jp_)~\

где Zq/2 - квантиль нормированного распределения Лапласа для вероятности

а/2

Например, для а = 0,99

оо, = 0,3 d, (2,58)"'=0,116d,

Значения а для различных параметров рассчитаны индивидуально, исходя из требований доверительной вероятности результата измерении всей совокупности аудио- или видсопараметров испытуемой цепи как статистически независимых величин не ниже 0,95

Следующим шагом является расчет объема данных тестовых фрагментов (определяющего при заданной дискретизации их длительность t,), который статистически обеспечивает снижение максимально допустимого НД уровня шума, те среднеквадратичного значения а, до величины о' £ а0, Практически все измерения сводятся к определению

амплитуд гармонических составляющих, средних уровней сигналов с постоянной амплитудой, уровня шума

Методика расчета 1, для гармонических составляющих

При измерениях амплитуд гармонических колебаний известной частоты производится частотная фильтрация (удаление) всех спектральных компонент, лежащих вне полосы частот основного спектрального максимума измеряемого радиоимпульса При длительности радиоимпульса t, ширина этого максимума равна /о= 2/t,

Мощность флуюуационной помехи определяется выражением

Рш= %(№,

о

I де /ф - полоса частот тракта,

А(/) - спектральная плотность мощности шума Полагая спектр шумов в первом приближении равномерным (Aif) = const), получаем Рш ~ flv, и среднеквадратичное отклонение напряжения шума а ~ ,/7Г Соответственно, снижение амплитуды шума uv после фильтрации составляет

u7и = о / а = (/о//Ф )ш = [2/(fro t,)j5/2, Таким образом, условие а' < сто! приобретает вид

а' = а[2/(/-,рГ,)]ш<0О1,

t, > 2 а2 / 0oi2/rp

Методика расчета t, для постоянных уровней

Измерение постоянных уровней сигнала проводится усреднением по п пикселам фрагмента Параметр о характеризует среднеквадратичное отклонение единичного измерения. Как известно, между ним и среднеквадратичным отклонением стп средней величины исред, полученной в результате п измерений, имеется соотношение

оа= а ¡4п

Условие о' < о0, приобретает вид

опэ0'= о/л/й <о0,, п>(о/о0,)2;

Поскольку = п (/ц)'\ то

1,>(о/оо,)2Ю'

Методика расчета Л для отношения сигнал/шум

Измерение отношения сигнал/шум на массиве объемом п пикселов является проведенной оценкой среднеквадратичного отклонения <т„ случайного процесса, и само значение о„ также является случайной величиной Оценка среднеквадратичного отклонения о' оценки среднеквадратичного отклонения а„ , как известно из математической статистики, выражается величиной'

сг

о" (о ) = —-— 1)

Нормирование отношения сигнал/шум в НД проводится в целочисленных значениях децибел, поэтому значение допуска о, можно припять равным 0,12 о„ Тогда

о0, = 0,3 <1, (гцд)"1 = 0,036 (г^)-' сп

Условие о' < о(1, приобретает вид

а' ({Т„> = "" °>036 ' от>

п > 0,5 0,036"2 /а/22 + 1 -386 (Ха/г)2

Поскольку г, = п (/лу\ то I, > 386 гмг (/Д)л В частности, для а = 0,99, условие примет вид п > 2570, видео > 204 мкс, 1пву1с > 58 мс

Найденные значения Ъ определяют границы области работоспособности системы Заключительным шагом оптимизации структуры тестовых данных является выбор значений допусков с!, и уровня шума о Это приводит к задаче в области нечеткой логики, так как желательная универсальность метода УТФ должна обеспечить проверку соответствия тракта требованиям различных НД, которые дают разные значения и допусков на параметры, и допустимого уровня шума Так, таблица допусков только для 5 из применяемых НД дает матрицу из 64 значащих членов для звука и 84 для видеопараметров Задача решалась экспертной оценкой степени принадлежности высокому уровню эффективности вариантов структуры тестовых данных как элементов нечеткого множества В результате принята оптимальной длительность звукового тест-сигнала порядка 1с и видеосигнала в пределах одного ТВ кадра изображения, что допускает их применение для контроля трактов в ходе эксплуатации согласно требованиям новейшей Рекомендации МСЭ-Р ВТ 1790

Преобразование видеофайлов универсального формата в рабочие и обратное оценивалось имитационным моделированием односторонних и двусторонних

преобразований и показало незначительное для диагностики трактов влияние на точность измерений метода

Обоснованы и разработаны предложения по коррекции методов измерений видеопараметров телевизионного тракта Ряд параметров предложено измерять по методам из Рекомендаций МЭК 1237-3 и МСЭ-Р ВТ 1204 Разработана методика измерений параметров «дифференциальное усиление» и «дифференциальная фаза» для компонентных аналоговых и цифровых трактов, включая возможные переходы в формат PAL что еще часто встречается в структуре трактов Формируется файл следующей структуры сигнал Y - ступенчатый, сигнал Св = 0, сш нал CR = const ф 0 Найдем зависимость модуля амплитуды поднесущей PAL и ее фазы от измеренных в конечном файле, для каждой ступени Y значений Cr и Св Как известно, сигнал цветности PAL определяется выражением

ицв = A cos(cot+(p) = Ev cos cat + Ец smart,

где Ev = 0,877 (R-Y), Еи = 0,493 (B-Y)

При этом CR = 0,713 (R-Y), Св - 0,564 (B-Y) Отсюда Ev - 1,23 CR, Ец = 0,874 Св Таким образом,

|А{ = (Ev2+ Еи2)"2 = (1,513 CR2 + 0Л64 Св2)1/2,

В конечном файле вычисляются значения А, для области каждой ступени Y и значение ДУ определяется выбором наибольшей по модулю из величин

ДУ = (А/А,-1) 100%

где А] - амплитуда поднесущей на ступени, наиболее близкой к уровню гашения

Несложно показать, что значение ДФ определится наибольшей по модулю из величин

ДФ = <р1~<р1,

где ф, - фаза сигнала на каждой ступени, вычисленная по формуле

ср, = - arctg Eu,/Pv = - arctg 0,71 CEl/CR)

Результаты здесь определяются только влиянием яркости Y на CR и Св Предложения данного раздела обеспечивают адекватные измерения РУ, РВ, ДУ, ДФ и отношения сигнал/шум в современных трактах Их реализация в рамках метода У ГФ отражена в главе 3

Проведено имитационное статистическое моделирование видеотракта с применением размывающей насадки (РН, "dither") для повышения точности измерений в методе УТФ Показано, что формирование РН в файле ограниченной разрядности, например 8 бит/отсчет не снижает ошибку измерений Измерялись результаты снижения разрядности с 16 до 8 бит/отсчет файла с испытательным ступенчатым сигналом (высота ступеней 2q/3 и q/З, где q - перепад соседних уровней в 8-битном сигнале), суммированным с РН, сформированной с исходной

разрядностью 16 и 8 бит Результат показывает более, чем 10-кратное снижение ошибки квантования в первом случае (верификация модели) и полное отсутствие ее снижения во втором

Причина данного эффекта заключается в вырожденном характере структуры РН, сформированной в тест-файле с низкой исходной разрядностью В итоге, в отличие от обычных схем формирования и наложения РН в аналоговом пространстве, где множество ее значений образует непрерывный ряд, здесь оно является вырожденным до множества целочисленных величин Средний уровень сигнала при оцифровке 8 бит равен

и =

где т - число усредняемых пикселов,

т^а,) - целочисленное в единицах q значение амплитуды в 1-м пикселе

__т

Величина (м-т '^о.) составляет ошибку измерений относительно исходного

1=1

сигнала

Суммирование с 8-битной РН изменяет значение а, на величину п„ где п -целое в единицах q число Тогда

_ 1т 1т ] ™ — —

и =— Тш^а, +« ) = — У[¡т(0,)+/!,] = — 2,1т(а,) + л = " + «,

тХ*\ т <=' где п - статистическая характеристика только самой РН Форма зависимости и от измеряемого сигнала при этом не меняется

При выходе сигнала в аналоговый тракт это вырождение будет сниматься под действием ряда факторов, но количественная оценка их действия в произвольном тракте не представляется возможной без накопления большого объема статистики в различных трактах Поэтому применение РН в методе УТФ для снижения ошибки квантования представляется нецелесообразным При этом в аналоговом тракте роль РН играют присутствующие в нем шумы и помехи, влияние которых было оценено с помощью той же имитационной модели (рис 6)

-66 -64 62 -60 -58 -56_ -54

.дБ

Рис. 6. Зависимость амплитуды ошибки квантования от уровня шума

Как показывает практика, отношение сигнал/шум в аналоговых видеотрактах в основном не превышает 50 дБ. Таким образом, влияние ошибки квантования на результаты измерений НИ и других параметров, определяемых значениями постоянных уровней сигнала, эффективно устраняется аддитивной флуктуационной помехой, присутствующей в измеряемом факте.

В методе УТФ РН может найти применение, в измерении шума согласно Рек. МСЭ-Р ВТ. 1204, что также подтверждено проведенным моделированием. Это может требовать более простого алгоритма вычислений измерительной программы по сравнению с пилообразным тест-сигналом.

Исследовано влияние цифровой компрессии видеосигналов на точность измерения видеопараметров методом УТФ. Имитационным статистическим моделированием показано, что при оптимальной дислокации в тестовом файле строк для измерения отношения сигнал/шум внутрикадровая видеокомпрессия в трактах формирования программ не влияет на точность измерений методом УТФ. а межкадровая в трактах передачи не препятствует измерениям видеонараметрой с приемлемой в практике точностью. На рис. 7 и рис. 8 показаны искажения формы импульсов бнГТ в наиболее критических случаях и их форма в Р- и В-кадрах после усреднения в тесте.

1

_ и и НМ(И __ и г— г—у ч-

СГГЛ--! ~ ИКТ:

Рис. 7. Форма импульсов $ш2Т в В-кадрах.

ВЖШ—-И- ¡ж

е- 1 £ ,1В««.«« ¡ЩЮИШ

-и [ •» Д

•и Л « 1 \

■ее / -с» 1

■М / т м

. .У \ •у / \

*■<: 1 »?« шм* I > я П||«1»!

и Я »1 > ■■!■ мвом I Ы -3 £ -> СИЕСЯЖЭ 1

Рис. 8. Усредненная форма 80 импульсов в Р- и В-кадрах.

При этом в однокадровых вставках тестов в динамические изображения, кодируемые с межкадровым сжатием, помехи в виде эхо-сигналов могут распространяться также на блоки ДКП, соседние с блоками, включающими сигналы переменной амплитуды (рис. 9), что требует особых условий размещения в тестовом

кадре строк для измерения отношения сигнал/шум в виде соседних буферных зон с отсутствием значительных перепадов в сигнале. Например, в тесте «Видеотест ВМР-192» эту роль могут играть строки постоянных уровней для измерения РУ и НИ.

Рис. 9. Область помех в однокадровой вставке тест-кадра «Полосы» в динамический видеосюжет при сжатии MPEG-2 (увеличение).

В итоге во 2-й главе проведена разработка проблемно-ориентированной системы принятия решений и оптимизации технической системы контроля параметров комплексов формирования теле- и радиопрограмм. Проведено исследование и разработаны критерии оптимизации методов извлечения информации из радиосигналов при наличии помех.

В третьей главе представлена разработка оптимизированных в соответствии с изложенными выше общими требованиями метода УТФ средств обработки и диагностики аудиовизуальной информации в производстве и распространении телерадиопрограмм.

3-й этап разработки нового метода диагностики трактов.

Разработана методика и алгоритмический комплекс измерений параметров звуковых трактов ЭксАТ (Экспресс-Аудио-Тест). Программа ЕхАТ Software 2.0 разработана по ТЗ автора компанией «Видисофт» (Москва). Основные функции программы ЭксАТ:

- генерация и анализ тест-сигнала длительностью 1,6 с;

- работа со звуковой картой в режимах «запись, «воспроизведение» и «петля»;

- калибровка уровня сигнала в тракте; вызов микшера Windows для регулировки уровней;

- автоматическая запись в режиме ожидания тест-сигнала, игнорирующем сигнал текущего вещания:

- индикация нештатных ситуаций (перестановка каналов, моно-запись, обрыв одного канала);

- загрузка ранее записанного файла для анализа;

- автоматическое измерение параметров;

- составление и сохранение отчета с индикацией выхода параметра из трафарета допусков;

- установка и сохранение любого набора трафаретов допусков; импорт и экспорт трафаретов;

- справочный раздел;

- программа имеет клиентскую версию (ЕхАТ Client Software 2.0), в которой результаты измерений (отчет) образуют зашифрованный файл объемом 1 кБ, раскрываемый только полной версией программы.

Основное окно программы показано на рис. 10. Системная точность измерений, получаемая анализом эталонного файла, показана на рис. 10 в окне «Лог» (оперативный отчет о результатах измерений).

-in м

06ix»&tiu! Отчет —Очитка

Рис. 10. Основное окно программы ЭксАТ

Влияние шумов тракта на точность измерений, проверялось экспериментально суммированием тест-сигнала с белым шумом различной интенсивности и подтвердило расчеты, проведенные в главе 2.

Разработан метод оценки качества и идентичности цветопередачи телевизионных камер. Объективная оценка качества цветопередачи камеры проводится методом тестовых цветов, при котором эталонными считаются цветовые координаты тестовых цветов испытательной таблицы при их освещении источником света 065. При этом наиболее точным способом измерений является рекомендованный ЕВ и метод оценки качества цветопередачи по сигналам грех каналов камеры.

На основании этого метода разработана программа для автоматизированной оценки качества и идентичности цветопередачи телекамер - «Цвет 1», с помощью которой можно также оценивать правильность отработки камерой баланса белого и черного. Равномерно освещенная телевизионная испытательная таблица ЦТИТ-03-07, устанавливается перед камерой, в которой предварительно проведен баланс белого и черного. Сигналы непосредственно от камеры или сигналы от видеомагнитофона, на который записано изображение таблицы, передаются на

станцию нелинейного монтажа, где преобразуются в файл формата «Ьшр», который загружается в программу «Цвет-1», где предусмотрено усреднение массива данных для обеспечения высокой точности и нечувствительность к значительным неточностям размещения испытательной таблицы в растре телекамеры. Программа измеряет и отображает в своем окне значения Я, в, В тестовых цветов (рис.11), рассчитывает цветовые искажения и оценивает качество цветопередачи камеры.

Проводя операции для нескольких камер, по полученным результатам можно судить и об идентичности их цветопередачи.

Разработан метод измерения параметров кодеров СЕКАМ. Сигнал специально разработанного компонентного тестового файла, соответствующий одному кадру изображения, подается на вход кодера и сигнал с его выхода записывается на вход Y станции нелинейного монтажа.

Записанный файл анализируется аппаратным способом либо описанным ниже методом трансформации в звуковые файлы.

При определении АЧХ нелинейного режектора учитывается влияние нелинейного взаимодействия частотной компоненты испытательного сигнала и поднесущей СЕКАМ при записи на СНМ, результат которого выражается уравнением:

2 к к

А. =-----í í fia sin® +а sin® ) sin ф da> d<p

2 1 12 2 0 1 1 2

(2 я)

где Ai и ai - выходное и входное значение частотной компоненты, а2 -входное значение поднесущей, хо- смещение среднего уровня входного сигнала от номинального.

Для амплитудной характеристики идеального ограничителя используем ее интегральное представление:

(-1 -oo< jrS-l I

2 °?sin v

x -1<х<1 >=— f—=-sinv.«/v

«о/

1 1<л<~]

Тогда:

л I 7 sinvп * г i

А| = —— I—у J JsinL^Ca, sin (f, + a, sin + J0)jsin tp^dip^dip^dv

TZ о у -jt-JT

и после ряда преобразований:

А! = — f—r-cos vxn ■ J ¡(va.) ■ J Jva^dv к о v

Для данного соотношения составлены с помощью ЭВМ таблицы для нахождения АЧХ нелинейного режектора кодера по результатам записи конечного файла на СНМ. Разработано ТЗ на разработку программного анализа записанного файла.

Разработан метод определения основных параметров видеотрактов. Формирование тестового файла и последующие измерения на первом этапе велись на аппаратном уровне. Записью на компьютерную станцию сигналов телевизионного измерительного генератора (DTG-35) с последующим монтажом был сформирован тестовый файл «TEST 1» (рис. 12а в черно-белом отображении).

а) б)

Рис. 12. Тестовые файлы «TEST 1» (а) и «Видеотест ВМР-192» (б,увеличение).

Измерения параметров файлов, поступавших с объектов испытаний, проводятся с помощью СНМ и телевизионных осциллографов, при этом используется комплект фильтров с параметрами, отвечающими требованиям Рекомендации МСЭ-Р ВТ. 1439 (Annex 2, pp. 1-4). В наиболее сложном для осциллографического измерения случае определения отношения сигнал/шум, использовалась методика трансформации в звуковые файлы, изложенная далее в этой главе. Примеры протоколов испытаний даны в Приложении.

С учетом перспектив развития метода, в частности, размещения в файле тестов внутрикадровой и межкадровой (для теста в виде комплекта кадров) компрессии,

желательно за счет рационального размещения тест-сигналов обеспечить значительное свободное пространство в растре тестового кадра, где может быть размещен, например, тестовый видеосюжет с предварительно калиброванным для основных видов сжатия соответствием качества изображения пиковому отношению С/Ш (PSNR) Это обеспечено в файле «Видеотест BMP-192», программно созданном для измерений компонентных цифровых и аналоговых трактов, включая возможные переходы сигнала в формат PAL (рис 12 б в черно-белом отображении)

При его разработке учтены расчеты требуемой точности Для измерений размаха сигналов, НИ и РУ применены сигналы постоянного по всей длине строки уровня, для измерения АЧХ - отдельные синусоиды также на всей строке, что повышает удельную эффективность их измерения по сравнению с традиционным тест-сигналом («multiburst») РВ может быть измерено по временным или фазовым соотношениям сигналов яркости и цвета Отношение сигнал/шум измеряется на наклонных участках с амплитудой перепада 20% для Y согласно Ree ITU-R ВТ 1204 и 10% для Cr и Св с учетом вдвое меньшей полосы частот Синусквадратичные импульсы в каналах яркости и цвета с длительностью по ГОСТ 52592-2006 размещены с асинхронным сдвигом относительно моментов дискретизации для усреднения влияния на их форму величины этого сдвига Амплитуда импульсов в канале яркости уменьшена до 80% с целью избежать ограничения отрицательных выбросов сигнала Размещены также сигналы I-IV по ГОСТ 18471-83 в форме Y Общий объем тест-сигналов занимает 1/3 ТВ кадра, re 192 строки Измерения АЧХ, НИ, К-2Т и отношения сигнал/шум проводятся в каналах яркости и цвета

Проведены разработка и оптимизация метода дистанционной диагностики трактов формирования и передачи телерадиопрограмм При переходе к дистанционной диагностике целью является устранение потребности в приборном комплекте или выезде на объект испытаний специалиста с набором испытательных устройств

Поставленная цель достигается на базе метода УТФ передачей на объект тестовых файлов, которые вводятся в одно из компьютерных устройств, работающих в тракте путем обмена аудио-видеосигналами с соседними устройствами (звуковая станция или СНМ). Далее эти файлы проводятся вещателем по тракту по штатной технологии подготовки и выдачи программ Порядок действий вещателя при этом определяется «Рабочей программой проведения записи материалов», которая составляется испытательным центром на базе структурных схем и перечней оборудования объекта Конечный файл пересылается в испытательный центр для анализа

Дистанционная диагностика была эффективно применена для сертификационных испытаний технической базы 26 телерадиокомпаний Для испытаний звуковых трактов использовалась методика и программа ЭксАТ, теле- и видеокамер - программа «Цвет-1», компонентных и смешанных (с выходом в PAL) видеотрактов - файл «TEST 1», кодеров СЕКАМ - «Test SECAM» Примеры Рабочих программ записи материалов и Протоколов испытаний технической базы телерадиокомпаний приведены в Приложении Были опробованы различные алгоритмы диагностики. В ходе испытаний подтверждены достоинства метода резкое снижение затрат, оперативная обратная связь с объектом испытаний и

отсутствие потребности испытательного центра в аппаратуре видеозаписи разных форматов.

Оперативность получения результатов испытаний методом дистанционной диагностики может быть существенно повышена путем организации постоянно работающего сетевого сервера для дистанционной диагностики трактов с автономным доступом авторизованного пользователя. Абонент данного сервиса имеет в своем распоряжении клиентскую программу, например, ЕхАТ Client и, проведя запись тест-сигнала, может послать зашифрованный результат на сервер и получить протокол с результатами измерений. В настоящее время разработана и проходит испытания а-версия для программы ЭксАТ.

Разработана методология использования инструментов стандартных звуковых программ, позволяющая проводить измерения полного набора видеопараметров без использования аппаратных средств. Для этой цели фрагменты измеряемого файла, соответствующие строке изображения, преобразуются специально разработанной программой "Bmp2Wave" в звуковой файл, параметры которого измеряются с помощью широкого набора инструментов звуковой программы. На рис. 13 а,б показаны этапы измерений неравномерности АЧХ и НИ.

Рис.13 а,б. Измерения видеопараметров звуковой программой. Искомые значения отображаются индикатором уровня (справа).

Таким образом, в главе 3 представлены результаты разработки специального математического и программного обеспечения систем обработки и анализа информации и принятия решений на основе проведенной разработки алгоритмов извлечения информации из радиосигналов при наличии помех. Для ряда задач использована также визуализация, трансформация и анализ информации на основе компьютерных методов ее обработки.

В четвертой главе излагаются внедренные в производство результаты исследования и разработки с целью повышения качества передачи информации узлов студийного видеомагнитофона 2-го поколения, а также измерителя задержки видео/звук для использования в отрасли вещания.

В первом разделе главы приведены работы, проведенные автором в ходе создания и внедрения в серийное производство видеомагнитофона «Кадр-ЮЗСЦ».

Приведены расчеты эффективности магнитной видеоголовки (ВГ) в зависимости от частотных свойств материала сердечника и ширины рабочего зазора. Показано, что эффективность ВГ растет с увеличением не только вещественной составляющей проницаемости магнитного материала сердечника, но и модуля проницаемости и тангенса угла потерь, что позволило определить оптимальные параметры материала ВГ. Разработана и реализована методика измерения эффективной ширины субмикронных рабочих зазоров видеоголовок с точностью ±15 нм, что находилось далеко за пределами разрешения оптических средств измерений и требовало анализа сигналов ниже уровня шумов (рис. 15).

с)

Рис. 15. а) спектрограмма сигнала воспроизведения типичной ВГ; б) при хорошей форме зазора различим 4-й щелевой максимум; в) точность метода - интервал частотных меток соответствует- разности ширины

зазора 30 нм.

Чувствительность методики основана на накоплении данных на фоне шумов спектральным анализом э.д.с. воспроизведения измеряемой ВГ записанного тест-сигнала сканируемой частоты. Результаты измерений показали важную для практики зависимость различия между эффективной и геометрической шириной рабочего зазора от материала сердечника и технологии его изготовления. Применительно к особенностям обработки сигналов в канале аналоговой видеозаписи рассчитано оптимальное значение ширины рабочего зазора сердечника.

Приведены расчеты и экспериментально подтверждены результаты анализа шумовых свойств усилителей воспроизведения и их оптимизации. Рассмотрены шумовые свойства усилительного каскада с общим истоком на полевом транзисторе с управляющим р-п переходом при индуктивном характере импеданса источника сигнала в диапазоне средних частот. Определен коэффициент шума усилителя в

зависимости от параметров вращающеюся трансформатора, рабочей полосы частот и индуктивности ВГ Показано, что оптимальная индуктивность источника соответствует отношению резонансной частоты входной цепи к верхней частоте рабочей полосы около 0,7 и слабо изменяется в зависимости от добротности источника и тока затвора Рассчитаны и подтверждены экспериментально параметры усилителя воспроизведения видеомашитофона на биполярных транзисторах с оптимальным соответствием набору разносторонних практических требований

Проведен и подтвержден измерениями анализ характеристик биморфных пьезопреобразователей (БПП) для видеоголовок авготрекинга Получены формулы и графики для определения чувствительности, резонансной частоты БПП и наклона видеоголовки в зависимости от основных конструктивных параметров Полученное соотношение

где а - чувствительность БПП,

^ - резонансная частота биморфа, 5а- толщина пьезопластин, с1з) - пьезомодуль при прямом пьезоэффекте, Еюа- модуль упругости пьезокерамики, р - плотность пьезокерамики, показывает, что произведение чувствительности ЬПП на его резонансную частоту и толщину примененных пьезопластин - есть величина постоянная для данног о сорта пьезокерамики Повышение быстродействия БПП может быть получено переходом от прямоугольной к трапецеидальной форме пластин Решение задачи нахождения резонансной частоты, проведенное по способу Ритца, дает значение

где а-1--1—, Ьк, Ьн- ширина пьезопластины соответственно вблизи Ъп

свободного и закрепленного концов

Ъх

Эта зависимость в относительных единицах приведена на рис 16

вк/вн

Рис 16 Зависимость относительного повышения резонансной частоты БГ1П при переходе от прямоугольной (/п) к трапецеидальной (/т) форме пьезопластин

Результаты расчетов позволяют оценить влияние на характеристики БПП также параметров металлических обкладок и прослойки между пьезопластинами Показана перспективность применения пассивных удлинителей и использования пьезопластин трапецеидальной формы Результаты расчетов подтверждены проведенными экспериментами и применены в конструкции видеоголовок

Далее в 4-й главе проведен анализ современного состояния проблемы временного рассогласования изображения и звука в трактах формирования и передачи ТВ программ Разработана методика эфирных испытаний и проведено исследование состояния вопроса в современном российском вещании, подтвердившее актуальность проблемы Приведено описание, технические характеристики и сведения о внедрении разработанного измерителя временного рассогласования изображения и звука ИВР-1 Прибор внесен в Госреестр средств измерений и рекомендован к применению в 3-х новых ГОСТах

В пятой главе представлена разработка системного подхода к обеспечению гарантированного качества предъявления телерадиопродукции

Разработан базовый алгоритм проблемно-ориентированной диагностики состояния технической базы производства телерадиопродукции, эффективность которого была подтверждена практикой сертификации, позволившей провести диагностику и коррекцию технической базы более тысячи телерадиокомпаний Совокупность возможных вариантов алгоритма представлена деревом решений на рис 17

Рис 17 Дерево решений для выбора базового алгоритма испытаний технической базы производства телерадиопродукции

где X, - измерения параметров каждой единицы оборудования, Х2 -измерения параметров «конечного качества» сигнала на выходе телецентра, Хз -блочная проверка объекта, Х4 - проверка параметров на выходе крупного блока без детализации траектории прохождения сигнала по внутренним технологическим цепям, Х5 - проверка всех сочетаний технологических цепей в процессе последовательного прохождения по основным блокам, Х6 - измерение параметров технологических цепей в масштабе отдельных аппаратных с накоплением данных по деградации сигналов в конфигурациях цепей, отражающих реально применяемую технологию формирования к выдачи программ

Выбор производился экспертной оценкой по совокупности затратных показателей и достоверности результатов степени принадлежности (дХп) терм\ «высокий» лингвистической переменной «уровень эффективности» вариантов алгоритма как элементов нечеткого множества В результате сравнения к реализации принимается вариант Х6 В итоге, базовый алгоритм диагностики, выбранный для системы «Телерадио» и отраженный в НД по ее применению, включает следующие основные положения

1) измерению подлежит параметрика технологических цепей объекта, принимающих участие в формировании и выдаче программ, определение конфигураций этих цепей производится на основании данных о реально применяемой технологии, предоставленных вещателем,

2) измерения производятся в каждом звене общей технологической цепи с итоговым результатом для всего тракта формирования программ в целом (итоговый результат сопоставляется с требованиями к параметрам выходных характеристик трактов, предъявляемыми нормативными документами, рассматриваемыми в разделе 5 2);

3) на объектах производится только оперативная консервация прошедших данное звено тракта сигналов, измерения проходят в испытательном центре

Изложены результаты актуализации нормативно-технической базы телерадиовещания, проведенной с целью большего соответствия современным

формам представления и обработки видео- и аудиосигналов в трактах формирования и выдачи тслерадиопрограмм

Представлен системный ряд и основные принципы разработанных отраслевых стандартов, определяющих требования к параметрике трактов и методам ее измерения, процедуры проверки соответствия, правила эксплуатации технических средств телевидения и радиовещания Этот комплект вкупе с другой действующей НД является в свою очередь частью СККТ, так же , как последняя является частью СУТКТ (см в гл 2). Так, НД в части методик измерений входит в подсистемы СККТ ПС 1 «оператор» и ПС 2 «измерительное оборудование», а НД в части норм на параметры - в ПС 4 «синтез результирующей оценки» (рис 3) Системный характер разработки был зыражен в соблюдении принципов целостности, связности и модульного построения данного ряда нормативов. В этих документах впервые была введена классификация технической базы производства теле- и радиопродукции по группам качества, а в классификационные таблицы были введены не только нормативные выходные характеристики каналов изображения и звука, характеризующие показатели качества технологической цепи телецентра или радиодома в целом, но и т н «базовые», обеспечиваемые при однократной записи сигнала и последующем воспроизведении. Практический смысл базовых характеристик состоит в том, что они, по сути, эквивалентны показателям качества единиц оборудования, что и дает возможность оптимального, т е однородного по уровню качества, выбора его состава с учетом имеющихся средств на приобретение и эксплуатацию

Представлены новые стандарты в области цифрового телевидения, предназначенные для использования при переходе к цифровому телерадиовещанию ГОСТ Р 52722 «Каналы передачи цифровых телевизионных сигналов аппаратно-студийного комплекса и передвижной телевизионной станции цифрового вещатедыюго телевидения Основные параметры и методы измерений» распространяется на цифровые комплексы формирования протрамм для цифрового телевещания В данном стандарте сохранен принцип классификации технической базы комплексов формирования и выдачи программ по группам качества На базе проведенных исследований в стандарте впервые введены нормы на параметры цветовых сигналов - АЧХ, нелинейные искажения и отношение сигнал/шум Как и в ОСТ 58-23-01, указаны достаточно жесткие нормы на временное рассогласование изображения и звука

Разработаны ОСТ 58-30-03 «Таблицы отражательные телевизионные для цифрового телевидения Общие технические требования» с набором отражательных испытательных таблиц для оценки параметров компонентных и цифровых ТВ сигналов и стандарт Национальной ассоциации телевещателей СТО HAT 001 Т-01 2007 «Уровни сигналов в каналах звукового сопровождения аналогового и цифрового телевещания», посвященный актуальному вопросу регулировки и сопряжения звуковых сигналов в аналоговых и цифровых трактах

Подготовлен ГОСТ «Телевидение вещательное наземное Основные параметры тракта цифрового наземного телевизионного вещания» с нормированием параметров качества выходных сигналов абонентских терминалов («приставок»), при определении норм на которые учитывались приводимые в главе результаты

впервые проведенного эксперимента по испытаниям параметров качества реального тракта БУВ-Т Нормы документа предназначены для обеспечения высокого уровня качества изображения и звука у потребителя

Разработка данного комплекса ДД выполнила также задачу системной организации комплексного ряда нормативной базы, состоящую в заполнении пробелов в общей задаче управления качеством телерадиопродукции В итот е в 5-й 1лаве представлена разработка проблемно-ориентированного комплекса методов получения, анализа и обработки информации о состоянии технической базы формирования телерадиопрограмм

Шестая глава посвящена разработке перспективных методов диагностики и обработки аудиовизуальной информации телевизионного вещания В первом разделе проведен поиск путей и разработка методов предотвращения негативного воздействия параметров ТВ изображения на зрителя С этой целью предложено создание и проведена разработка норм принципиально нового нормативного документа для отрасли телерадиовещания, устанавливающего граничные значения параметров, допускающих риск негативного воздействия на зрителя, по критериям безопасности продукции Продукция, отвечающая этим требованиям, может быть обозначена термином «изображение и звуковое сопровождение допустимого качества (ИЗС ДК)»

Подчеркнем различие в гарантированных параметрах ИЗС стандартного технического качества, обеспечиваемых в сегодняшних ТВ программах, от параметров ИЗС ДК

ИЗС стандартного технического качества в вещательном телевидении -изображение и звуковое сопровождение, подготовленное на технических средствах и посредством технологии, удовлетворяющих требованиям существующей НД,

ИЗС ДК в вещательном телевидении - ИЗС стандартного технического качества с соблюдением требований безопасности продукции, исключающих риск негашвмшо воздействия на человека.

Разработка предложенных в этом разделе параметров и норм ИЗС ДК базировалась на исследованиях и опыте работы по регламентации аудиовидеопараметров, изучении научных данных и рекомендаций в данной области Нормы регламентируют как базовые параметры ИЗС, так и артефакты видео- и звукового ряда В ходе работ проведены оценки большого массива теле- и видеопродукции, причем практически в любом исследуемом контенте обнаруживаются сюжеты с параметрами, создающими риск опасного влияния на зрителя (примеры приводятся в Приложении)

Данные нормативы позволяют на основе объективных измерений принимать решение об экологической допустимости ТВ изображения и звукового сопровождения Расхождения параметров ИЗС с требованиями данных нормативов являются критериями принятия решений о необходимости коррекции экологических факторов риска телевизионного изображения. Стандартизация данных норм представит собой очередной шаг в комплексной организации нормативной базы телерадиовещания

Далее описана разработка аппаратно-программных средств для этой цели и вариантов их применения в двух разновидностях Функция аппаратуры 1-го рода состоит в выявлении и фиксации в памяти запрещенных артефактов для принятия решений уполномоченными органами контроля и для самопроверки своего производства желающими выпускать визуально чистую телепродукцию Дается описание разработанного экспериментального образца аппаратуры 1-го рода, получившего название видеодег}ектоскопа, примеры выявляемых артефактов приведены в Приложении Аппаратура 2-го рода может автоматически ограничивать или устранять некоторые факторы риска опасного воздействия Проведенный анализ этих возможностей относит к таким факторам мелькания яркости и цвета и скрытые вставки в видеоряд

В Рекомендации МСЭ-Р ВТ 1702 предлагается заблаговременно встраивать устройства подавления опасных мельканий в оконечный приемник ТВ программ, находящийся у зрителя, однако, поскольку у населения уже имеются многие десятки миллионов телевизоров, реализация подобного технического предложения практически едва ли осуществима Данный контроль целесообразно устанавливать на выходе тракта формирования программ (ТФП), где имеется реальная с организационно-технической точки зрения возможность автоматического подавления ряда опасных явлений На рис 18 приведена модель системы использования аппаратуры 1-го рода для контроля и регулирования экологических факторов риска ТВ изображения, включая как АТ-факторы, так и стандартные параметры качества

Рис 18 Схема применения аппаратуры 1-го рода для контроля АТ-факторов и стандартных параметров качества ТРК - телерадиокомпания. ОГР - орган госрегулирования в области телерадиовещания, ТФП - тракт формирования

программ

Здесь ТФП осуществляет предопределенный процесс с регулярным включением (например, 1-2 раза в сутки) в выдаваемую программу аудио- и видеосигналов тестовых файлов, представленных в гл 3, длительностью 1,6 с по звуку и 1 кадр изображения соответственно

Схема применения аппаратуры 2-го рода показана на рис. 19.

Вещание

Л )

Рис. 19. Схема применения аппаратуры для коррекции факторов риска.

Изучена периодичность статистических параметров в динамических телевизионных изображениях с цифровой компрессией. Это достигается сравнением энфопии в последовательности восстановленных после компрессии кадров видеосюжета посредством вычисления коэффициента сжатия объема кадровой информации при архивации либо относительной интенсивности высокочастотных компонент видеосигнала (рис. 20). Выявлено, в частности, что модуляция интенсивности ВЧ компонент сигнала при чередовании кадров достигает 20%, что с учетом опасной в физиологическом отношении частоты этой модуляции 8,(3) Гц

может негативно влиять на зрителя к

X ГТГЛ ГТГТЛ\:

¡кит даль.'.

эму изучению. 1л1стодиКа

дает также возможность определения локализации В-кадров динамических телевизионных изображений с цифровой компрессией без доступа к оригиналу изображения.

1 3 5 7 9 11 13 15 1? 19 21 23 25 27 29 31 33 36 3? 39 «1 <3 16 47

Рис. 20. Гистограмма интенсивности ВЧ компонент восстановленных кадров. Минимумы соответствуют В-кадрам при сжатии.

Далее в главе 6 предложен ряд способов для повышения эффективности различных процессов в телевещании

Для повышения точности и оперативности субъективных испытаний кодеков цифрового сжатия видеосш налов предложен метод сравнения сюжетов в области пространственного или временного перехода между опорным и испытуемым сюжетом с возможностью воздействия на опорный сюжет операциями тарированной деградации качества для количественной объективизации оценок наблюдателей Проведен эксперимент по определению сравнительной чувствительности зрительного анализатора к одной из основных характеристик ТВ изображений - яркости Приведенные результаты эксперимента подтверждают перспективность данного направления исследований

Разработан способ отображения сигналов телевизионного изображения в приемнике ТВЧ Целью является 2-кратное повышение частоты полей в приемнике, осуществляемое для снижения заметности мельканий яркости изображения, таким способом, который не приводит к повышению объема и быстродействия узлов обработки видеоинформации и частоты строчной развертки Способ достижения цели заключается в удвоении кратности полевой развертки в приемнике

Предложена эффективная по технико-экономическим показателям система двухканального цифрового звукового сопровождения в системе ЦТ СЕКАМ. не зависящая от параметров передатчиков и конвертеров в сети распространения ТВ программ Система основана на передаче дополнительной информации в строках полевой цветовой синхронизации

Таким образом, в главе 6 представлены разработка критериев и модели описания факторов негативного воздействия на потребителя аудиовизуальной информации телевещания и алгоритмы интеллектуальной поддержки при принятии управленческих решений по безопасности вещания Предложены также новые телевизионные системы с целью повышения качества передачи информации

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Совокупность изложенных в диссертации положений представляет собой целостный комплекс научно обоснованных и реализованных в практике решений в области крупной научно-технической проблемы обеспечения технического качества и экологической безопасности аудиовизуальной информации телерадиовещания при переходе к цифровым методам вещания и в перспективе Решение данной проблемы имеет важное социально-культурное и хозяйственное значение

В диссертации получены следующие основные теоретические и практические результаты

1 По результатам проведенного анализа проблем современного состояния средств и методов контроля и управления качеством телерадиопродукции обосновал интегральный подход к решению проблемы, включающий повышение эффективности контроля качества телерадиопродукции, основанное на конвергенции технических средств вещания и информационных технологий, комплексную разработку норм и методик контроля качества телерадиопродукции и защиту зрителя от риска негативного воздействия ее технических параметров

2 Проведена актуализация нормативно-технической базы телерадиовещания путем создания нормативных документов, соответствующих современным формам представления и обработки видео- и аудиосигналов в цифроаналоговых и цифровых трактах формирования и выдачи телерадиопрограмм С этой целью разработан и введен в действие комплексный ряд стандартов, включая ГОСТ Р 52722-2(307, определяющих требования к параметрике трактов и методам ее измерения, процедуры проверки соответствия, правила эксплуатации технических средств телевидения и радиовещания

Результаты данных работ явились методической основой проведенных испытаний и коррекции технических комплексов подготовки программ более чем 1000 телерадиокомпаний

3 Разработан и внедрен метод диагностики трактов телерадиовещания с повышенной технико-экономической эффективностью (мегод универсальных тестовых файлов) При создании метода получены результаты системная оптимизация алгоритма контроля качества телерадиспродукции, оптимизация структуры тестовых данных для измерений параметров звуковых тракгов и видеотрактов, определение влияния цифровой компрессии видеосигналов на точность измерения видеопараметров, определившее способы минимизации вносимых искажений до приемлемого уровня

4 Обоснованы и разработаны предложения по коррекции методов измерений видеопараметров телевизионного тракта Имитационным моделированием проведено определение точности различных методов измерений параметров в цифроаналоговом тракте

5 Разработаны и внедрены в практику методики и программные комплексы для измерений параметров звуковых трактов формирования и передачи телерадиопрограмм и колориметрической диагностики тете- и видеокамер, отличающиеся автоматизацией и высокой точностью процесса измерений

6 Разработаны на аппаратно-программном уровне и внедрены в практику решения задач оперативного проведения испытаний компонентных трактов с возможными включениями переходов в PAL и кодеров СЕКАМ

7 Разработан и внедрен в практику метод дистанционной диагностики трактов формирования и передачи телерадиопрограмм, отработаны различные алгоритмы его использования Данным методом проведены испытания 26 телерадиокомпаний с цифровой и цифроаналоговой технологией Отмечены достоинства метода резкое сокращение организационных и финансовых затрат, оперативная обратная связь с объектом испытаний и отсутствие потребности испытательного центра в аппаратуре видеозаписи разнообразных форматов

8 Предложены принципы и проведена разработка системы дистанционной диагностики трактов с автономным доступом авторизованного пользователя

9 Разработан алгоритм использования инструментов стандартных звуковых программ для анализа видеосигналов и измерений полного набора видеопараметров без использования аппаратных средств

10 Проведены исследования и оптимизация параметров видеоголовок, головок авютрекинга и малошумящих усилшелей для внедренного в серийное производство студийного видеомагнитофона 2-го поколения

11 Предложены эффективные по технико-экономическим показателям системы развертки сигналов изображения в приемнике ТВЧ и двухканального цифрового звукового сопровождения в системе ЦТ СЕКАМ.

12 Разработана методика и проведены измерения временного рассогласования изображения и звука в телевизионных эфирных программах, подтвердившие актуальность вопроса. Разработан, выпускается, внесен в Госреестр средств измерений и рекомендован к применению в 3-х новых ГОСТах прибор для измерения временного рассогласования изображения и звука ИВР-1

13 Рассмотрены аудиовизуальные параметры ТВ изображения, несущие потенциальную опасность вредоносного воздействия на зрителя, и показано наличие указанных параметров в реальной теле- и кинопродукции Сформулировано новое понятие телерадиопродукции допустимого качества, необходимое для регламентации ее экологических параметров Разработаны критерии принятия решений для выявления и устранения экологически опасных явлений и видеодефектов

14 Предложено новое техническое решение для автоматизированного выявления экологически опасных явлений и видеодефектов Определен подход к созданию двух видов аппаратуры для этих целей и предложен оптимальный вариант ее размещения в трактах формирования и выдачи ТВ программ

Внедрение результатов диссертационной работы отражено в Приложениях По теме диссертации опубликованы следующие работы

Научные статьи, опубликованные в журналах, рекомендованных в перечне ВАК РФ для изложения результатов докторских диссертаций

1 Мкртумов А С, Никаноров С И Шумовые свойства усилителей воспроизведения на полевых транзисторах/ЛГехника кино и телевидения, 1979, -№10,-С 40-43

2 Мкртумов А С, Никаноров С.И Усилитель воспроизведения видеомагнитофона/Л ехника кино и телевидения, 1980, №2, С.45 - 46

3 Мкртумов А С , Гончаров А В, Лишин Л Г , Пархоменко В И , Развитие видеозаписи в СССР // Радиотехника - 1991 - № 9. - С 42-47

4 Мкртумов А С , Лишин Л Г Испытания цифровых видеомагнитофонов новых форматов // Техника кино и телевидения - 1997 - № 9 - С 39-41

5 Полюхова И Р, Мкртумов А С, Шефтель Е Н и др / Повышение износостойкости магнитных головок для видеозаписи И Техника кино и телевидения - 1988 -№7 -С 50-54

6. Григорович В В, Мкртумов А.С, Полюхова И Р, Шефтель Е Н Дисперсионное упрочение магнитных сплавов для видеоголовок// Известия

АН СССР Металлы-1986 г- №4 -С 16-19

7 Мкртумов А С, Малюков С П Дистанционная диагностика трактов радиовещания//Известия Таганрогского радиотехнического университета -2007 -№1 -С 178-183

8 Мкртумов А С Общие принципы системной оптимизации технологии контроля качества телерадиопродукции // Программные продукты и системы, 2008, №2, С 83-85

9 Мкртумов А С Дистанционная диагностика телевизионных трактов// Приборы и системы Управление, контроль, диагностика, 2008, №5, С 43-47

10 Мкртумов А С Разработка алгоритма построения системы контроля качества телерадиовещательных трактов // Программные продукты и системы, 2008, №4, С 60-63

11 Мкртумов А С Имитационное моделирование применения размывающей насадки (dither) для измерения видеопараметров в

методе УТФ // Известия Южного Федерального университета Технические науки Тематический сборник «Интеллектуальные САПР» - 2008 - №2 -С 125-130

Монографии, авторские свидетельства и патенты

12 Артюшин ЛФ., Винокур АИ, Мкртумов АС Съемка и подготовка видеоматериалов в телевизионном производстве Справ рук - М АО ВНИИТР 2000 - 451с

13 Мкртумов АС, Горин А Я, Доронин ВН, Трегубов ВН, О А Лосева Способ изготовления сердечников магнитных головок А с 1090163 СССР, МКИ G 11 В 5/42/ - № 3463988/18-10, Заяв 05 07 82 Опубл 07 08 84, Бюл № 29 - 7 с

14. Мкртумов АС, Дремин АН, Горин АЯ, Доронин ВН, Трегубов ВН Способ ионного травления ферритовых изделий А с 11-03593 СССР, МКИ С 23 С 15/00/ № 3320414/18-10, Заяв 02 01 84, Опубл 22 07 84, Бюл № 16 -5с

15 Мкртумов А С , Горин А Я, Ушакова Г В , Цесарский А А , Чернятин Ю И Способ изготовления сердечников магнитных головок Ас 1090163 СССР, МКИ G 11 В 5/42/ - № 36833-72/24-10, Заяв 02 01 84, Опубл 30 04 85, Бюл № 16 - 3 с

16 Мкртумов А С, Горин А Я , Цесарский А А , Чернятин Ю И Способ изготовления видеоголовок Ас 1169014СССР, МКИG 11 В 5/127/ -№ 3687747/24-10, Заяв 09 01 84, Опубл 23 07 85, Бюл № 27 - 3 с

17 Мкртумов А С, Харивуло А Г, Цесарский А А Инструмент для обработки магнитных головок А с 1174-974 СССР, МКИ G 1 lb 5/127/ - № 3734483 2410, Заяв 04 05 84, Опубл 23 08 85, Бюл № 31 -2 с

18 Мкртумов Л.С. Грибков BJI, Лысков В А, Чернятин ЮИ -Магнитооптический гистериограф А с 1631368 СССР, МКИ G 1 R 33/12/ № 4242327/24-21, Заяв, 06 05 86 -6 с

19 Мкртумов А С , Бычков Ю Н, Цесарский А А., Чернятин Ю И Устройство перемещения магнитной головки автотрекинга Ас 1328844 СССР, МКИ G 11 b 5/592/-№ 4009525/24-10, Заяв 16 01 86, Опубл 07 08 87,Бюл № 29 -2 с.

20 Мкртумов А С , Цесарский А А, Чернятин Ю И Магнитная головка А с 1455359 СССР, МКИ G 11 В 5/4-27/ - № 40311-90/24-10, Заяв 28 020 86, Опубл 30 01 89, Бюл № 4 - 3 с

21 Мкртумов АС Цесарский А А, Чернятин ЮИ, Магнитная головка Ас 1304067 СССР, МКИ G 11 В 5/1-87/ -№ 39443-90/24-10, Заяв 10 06 85, Опубл 15 07 90, Бюл № 26 - 2 с

22 Мкртумов А С , Бычков Ю Н , Цесарский А А, Чернятин Ю И , Смирнов В С Пьезопреобразователь для магнитной головки автотрекинга А с 1601760 СССР, МКИ Н 04 В 17/00 / -№4214819/24-10, Заяв 25 03 87, Опубл 23 10 90, Бюл № 39 - 2с

23 Мкртумов А С , Никансров С И„ Фридлянд И В , Цесарский А А Способ изготовления рабочей поверхности магнитной головки автотрекинга А с 1720090 СССР, МКИ G 11 В 5/187/- № 3935331/10, Заяв 26 07 85, Опубл 15 03 92, Бюл №10 -2с

24 Мкртумов А.С , Бычков 10 Н , Цесарский А А, Чернятин Ю И Способ сборки пьезопреобразователя магнитной головки автотрекинга А с 1689987 СССР, МКИ G 11 В 5/127, 5/592/ - № 4687473/10, Заяв 03 05 89, Опубл 07 11 91, Бюл №41 -Зс.

25 Мкртумов А С , Лишин Л Г, Немцова С Р Свидетельство на полезную модель №16578 Система измерений параметров сигналов технологической цепочки оборудования при сертификации телецентра - № 2000118287/20, Заявл 18,07 2000//Изобретения Полезные модели -2001 -№1

26 Мкртумов А С Способ отображения сигналов телевизионного изображения в приемнике ТВЧ -14 февр 2003 г.- Патент RU на изобретение №2245002 - Заяв № 2003104393, 20 08 2004 Опубл 20 01 2005, Бюп №2 - 2с

Другие работы, в которых опубликованы результаты Диссертации

27 Бритиков А А, Мкртумов А С , Немцова С Р, Цветков О В Метрологические аспекты нормирования комплекса параметров изображения и звука в телевизионном вещании // Broadcasting, 2004, № 4, С 8-22

28 Бычков Ю Н, Мкртумов А С, Чернятин Ю И, Расчет основных механических параметров видеоголовок автотрекинга // Вопросы

организации труда и развития техники телевидения и радиовещания Со науч тр / ВНИИТР - М , 1985 - С 47-53

29 Лишин Л Г ,Мкртумов Л С Особенности построения оборудования для Российских цифровых сетей распределения программ телевизионного и звукового вещания с компрессией по стандартам MPEG-2/DVB //Третья международная научно-техническая конференция «Перспективы развития телерадиовещания и телекоммуникационных услуг» - Москва, 14-1бфевраля 2001 г

30 Мкртумов А С , Чернятин Ю И Эффективность ферритовых магнитных головок для видеозаписи//II научно-техническая конференция ВНИИТР, Всесоюзный научно-исследовательский институт телевидения и радиовещания, НТО РЭС им А А Попова, М , 26-27 апреля 1983г

31 Мкртумов АС, Чернятин ЮИ Измерение эффективной ширины субмикронных рабочих зазоров видеоголовок // Проблемы магнитной записи, радиовещания и экономики телевидения Сб науч тр / ВНИИТР -М, 1983 -С. 70-74

32 Мкртумов А С , Мещеряков А Л, Чернятин Ю И , Исследование 4M канала видеомагнитофона комплекта видеожурналистики //II научно-техническая конференция ВНИИТР, Всесоюзный научно-исследовательский институт телевидения и радиовещания, НТО РЭС им А А Попова, Москва 26-27 апреля 1983г

33 Мкртумов А С Цифровая компрессия и новые принципы построения телевизионных трактов // Прогресс технологий телерадиовещания Материалы Международного конгресса HAT Москва, 21-24 окт 1997 i , TRBE'1998 -М , 1998 -С 11-12

34 Мкртумов А С , Лишин Л Г Цифровая видеозапись Некоторые вопросы технологической практики I1 Прогресс технологий телерадиовещания Материалы Международного KOHipecc HAT Москва, 4-6 ноября 1998 г, TRBE'1998 -М, 1998

35 Мкртумов А С, Миленин Н К Параметры выходных аналоговых интерфейсов ПАЛ и СЕКАМ в цифровых интегрированных приемниках-декодерах MPEG-2/DVB // Праздник прогресса и будни практики телерадиовещания Материалы научно-практического семинара ФС1Р, ОАО ВНИИТР, Российские секции SMPTE и AES, Софрино, 6-9 апреля 1999г - С 62-64

36 Мкртумов А С, Миленин IIК О последствиях декодирования видеосигналов ПАЛ и СЕКАМ при подготовке и доставке ТВ программ» // 8-я международная конференция «Организационно-правовые финансовые и научно-технические аспекты современного телевидения и радиовещания», МПТР, АО ВНИИТР, Российские секции SM РТЕ и AES, Софрино, 23-26 мая 2000г - С 2 - 4

37. Мкртумов А С, Севальнев Л А О возможности ускоренного проведения испытаний системы цифрового ТВ II Вторая международная научно-техническая конференция «Спутниковое и кабельное телевидение XXI века», Москва, 16-18 февр 2000 г Тез Докл -М.2000 - С 15

38 Мкртумов А С Предложения по организации испытаний в опытных зонах в системе цифрового наземного ТВ вещания II Прогресс технологий радиовещания Материалы Международного Конгресса HAT, Москва, 17-20 окт., 2000г, TRBE'2000 - М , 2001

39 Мкртумов А С., Миленин Н К Варианты формирования и распространения ГВ-программ в сетевых технотогиях вещания // Прогресс технологий телерадиовещания Материалы Международного конгресс HAT Москва, 17-20окт 2000г,TRBE'2000 -М.2001 - С 39-41

40 Мкргумов А С , Лишин Л Г Классификация цифрового оборудования для формирования телепрограмм// Прогресс технологий телерадиовещания Материалы Международного конгресс HAT Москва, 24-27 окт 2001 г, TRBE'2001 - М , 2002 - С 212-215

41 Мкртумов А С, Лишин Л Г Методы измерения цифровых трактов ТВ комплексов и некоторые особенности оценки их параметров // Прогресс технологий телерадиовещания Материалы Международного конгресс HAT Москва, 24-27 окт 2001 г, TRBE'2001 - М , 2002 - С 267

42 Мкртумов А С, Лишин Л Г Стандартизация параметров наземного цифрового телевизионного вещания по стандарту DVB-T// 10-я международная конференция «Организационно-правовые, финансовые и научно-технические аспекты современного телевидения и радиовещания», МПТР, АО ВНИИТР, Российские секции SMPTE и AES Материалы конференции, Софрино, 23-26 апреля 2002г -С 17-18

43 Мкртумов А С, Лишин Л Г, Севальнев Л А Результаты испытаний цифрового тракта передачи и приема телевизионных сигналов по стандарту DVB-T // Прогресс технологий телерадиовещания Материалы Международного конгресс HAT Москва, 30окт-1 нояб 2002 г, TRBE'2002 - М, 2002 - С 57-59

44 Мкртумов АС О нормировании параметров качества телевизионного вещания // 10-я международная конференция «Организационно-правовые, финансовые и научно-технические аспекты современного телевидения и радиовещания», МПТР, АО ВНИИТР, Российские секции SMPTE и AES, Материалы конференции, Софрино, 23-26 апреля 2002г - С. 2

45 Мкртумов А С Методология измерения цифровых трактов аппаратно-студийных комплексов И Прогресс технологий телерадиовещания. Материалы Международного конгресс HAT Москва, 24-27 окт 2001 г, TRBE'2001 -М.,2002

46 Мкртумов А С., Малинин А А , Старостин ПВО возможности экспресс-анализа параметров звукового тракта// Телерадиовещание-

Информационный бюллетень/ОАОВНИИТР -2001 -№ 1 -С 24-25

47 Мкртумов А С Тележурналистика и узкополосныс каналы связи // 9-я международная конференция «Opi анизационно-правовые финансовые и научно-технические аспекты современного телевидения и радиовещания», МПГР, АО ВНИИТР, Российские секции SMPTE и ATS, Материалы конференции, Софрино, 3-4апреля 2001 г - С 6-7

48 Мкртумов А С, Лишин Л Г Проблемы временного рассогласования сигналов изображения и звука в телевидении // Телерадиовещание Информ Бюл /ОАО ВНИИТР -2001 - № 3 - С 26-27

49 Мкртумов А С Сравнительная чувствительность зрительного анализатора к основным характеристикам ТВ изображений в зависимости от методов тестирования // Прогресс технологий телерадиовещания Материалы Международного конгресса HAT Москва, 17-20 окт 2000 г , TRBE'2000 М, 2001

50 Мкртумов АС О нормировании параметров качества телевизионного вещания // 10-я международная конференция «Организационно-правовые, финансовые и научно-технические аспекты современною телевидения и радиовещания», МПТР, АО ВНИИТР, Российские секции SMPTE и AES, Материалы конференции, Софрино, 23-26 апреля 2002г - С 2

51 Мкртумов А С , Фокина Г И Временное paccoi ласование те-левизионно1 о изображения и звука в программах федерального распространения // Прогресс технологий тетерадиовещания Материалы Международного конгресс HAT Москва, 30 окт-1 нояб 2002 г, TRBE'2002 - М 2002. - С 145-146

52 Мкртумов А С Андреенко С А, Гуртовой А К, Старостин П В Экспресс-анализ параметров звукового тракта И 10-я международная конференция «Организационно-правовые, финансовые и научно-технические аспекты современного телевидения и радиовещания», МПТР, АО ВНИИГР, Российские секции SMPTE и AES, Материалы конференции, Софрино, 23-26 апреля 2002г - С 52-53

53 Мкргумов А С . Лишин Л Г . Миленин Н К , Соколова И Б , Гердлер Е В Новые отражательные телевизионные таблицы// 11-я международная конференция «Организационно-правовые финансовые и научно-технические аспекты современного телевидения и радиовещания», МПТР, АО ВНИИТР, Российские секции SMPTE и ATS, Софрино, 22-25 апреля 2003 г - С 32 -33

54 Мкртумов А,С Дистанционная диагностика трактов радиовещания // Материалы Международного конгресс HAT Москва, 20 - 23 нояб 2006 г, TRBE'2006 - М, 2007

55 Малкжов С П, Мкртумов А С. Цветков О-В Периодичность статистических параметров в динамических телевизионных изображениях с цифровой компрессией// Известия Южного Федерального университета Технические

науки Тематический сборник «Интеллектуальные САПР» - 2007 - №2 -С 125-130

56 Мкртумов А С, Малюков С П Параметры точности экспресс-метода измерений звуковых трактов // Труды Международных научно-технических конференций «Интеллектуальные системы» (А18'07) и «Интеллектуальные САПР» (САО-2007) Научное издание в 4-х томах - М Физматлит, 2007, Т 3 - 496 с - С 84-88

57 Мкртумов А С Дистанционная диагностика телевизионных трактов// ВгоаёсаБШ^, 2007, № 5, С 8-22

Личный вклад автора в работах, выполненных в соавторстве

[1] - разделы монографии,

[40] - теоретическое обоснование,

[18, 27, 37, 38,51] - часть теоретического обоснования,

[19 28, 30] - разработка методики и постановка эксперимента,

[20, 21] - проведение эксперимента,

[35] — постановка задачи, теоретическое обоснование,

[22] - постановка задачи, теоретическое обоснование, аналитические расчеты, разработка методики и постановка эксперимента, проведение эксперимента,

[32,33,34 39,41,44, 46,49, 50] - постановка задачи, разработка методики и

постановка эксперимента, [25] - постановка задачи, часть теоретического обоснования, [16,17] - аналитические расчеты, проведение эксперимента, [26,29] - часть аналитических расчетов, разработка методики и постановка эксперимента,

[53,54] - постановка задачи, разработка методики и постановка эксперимента, проведение эксперимента

Мкртумов Александр Сергеевич

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Подписано в печать 04 09 2008 г Формат 60x90, 1/16 Объем 2 75 п л Тираж 100 экз Заказ № 617

Отпечатано в ООО "Фирма Блок'' 107140, г Москва, ул Краснопрудная, вл 13 т (499)264-30-73 www firmablok ru Изготовление брошюр, авторефератов, печать и переплет диссертаций

Список основных сокращений.

ВВЕДЕНИЕ.

1. Современное состояние технологического процесса формирования и распространения телерадиопрограмм с позиций контроля их технического качества.

1.1. Эволюция объектов контроля качества телерадиопродукции в новейший период развития отрасли.

1.2. Современное состояние средств и методов контроля качества телерадиопродукции.

1.2.1. Степень соответствия основных методов контроля качества телерадиопродукции современной ситуации.

1.2.1.1. Соответствие основных методов контроля качества современным формам представления аудиовизуальной информации в трактах формирования и распространения программ

1.2.1.2. Экологические факторы риска в телерадиовещании и состояние методов их контроля.

1.2.2. Влияние организационных и экономических факторов на реальное состояние и эффективность контроля качества телерадиопродукции.

1.2.2.1. Внешний контроль качества.

1.2.2.2. Внутренний контроль качества.

1.3. Выводы.

2. Определение требований к системной оптимизации технологии контроля качества телерадиопродукции.

2.1. Схема обработки данных в системе управления техническим качеством телерадиопродукции.

2.2. Разработка общих требований к системной оптимизации алгоритма контроля качества телерадиопродукции.

2.3. Оптимизация структуры тестовых данных для измерений параметров звуковых трактов.

2.4. Оптимизация методов измерений видеопараметров телевизионного тракта.

2.5. Оптимизация структуры тестовых данных для измерений параметров видеотрактов.

2.6. Моделирование применения размывающей насадки (dither) в методе УТФ.

2.7. Выводы.

3. Разработка оптимизированных методов обработки и диагностики аудиовизуальной информации в производстве и распространении телерадиопрограмм.

3.1. Разработка программного комплекса измерений параметров звуковых трактов.

3.2 Разработка программного комплекса измерений параметров качества изображения в трактах формирования и передачи телевизионных программ.

3.2.1 Метод оценки качества и идентичности цветопередачи телевизионных камер.

3.2.2 Метод измерения основных параметров кодера СЕКАМ

3.2.3 Метод определения основных параметров видеотрактов

3.3 Оценка влияния цифровой компрессии видеосигналов на точность измерения видеопараметров методом УТФ.

3.4. Разработка, оптимизация и внедрение метода дистанционной диагностики трактов формирования и передачи телерадиопрограмм.

3.5. Трансформация, визуализация и анализ параметров качества изображения на основе компьютерных методов обработки информации.

3.5.1 Разработка алгоритмов применения программ анализа и обработки звуковых сигналов для визуализации и анализа параметров качества изображения.

3.5.2 Анализ периодичности статистических параметров в динамических телевизионных изображениях с цифровой компрессией.

3.6. Выводы.

4. Разработка и исследования устройств формирования и анализа информации в комплексах телерадиовещания.

4.1. Оптимизация компонентов тракта записи-воспроизведения сигналов магнитной видеозаписи.

4.1.1. Анализ и оптимизация эффективности магнитных видеоголовок наклонно-строчной видеозаписи.

4.1.2. Измерение эффективной ширины субмикронных рабочих зазоров видеоголовок.

4.1.3. Анализ и оптимизация эффективности малошумящих усилителей воспроизведения сигналов видеозаписи.

4.1.3.1 Шумовые свойства усилителя воспроизведения на полевых транзисторах.

4.1.3.2 Оптимизация усилителя воспроизведения видеомагнитофона на биполярных транзисторах

4.1.4 Расчет основных механических параметров видеоголовок автотрекинга.

4.1.5 Внедрение наклонно-строчной видеозаписи.

4.2. Диагностика современного состояния проблемы временного рассогласования изображения и звука в трактах формирования и передачи ТВ программ и разработка устройства для его измерений.

4.3. Выводы.

5. Разработка системного подхода к обеспечению гарантированного качества предъявления телерадиопродукции.

5.1. Разработка базового алгоритма проблемно-ориентированной диагностики состояния технической базы производства телерадиопродукции.

5.2. Актуализация элементов нормативно-технической базы телерадиовещания.

5.3. Отражение вопросов качества аудиовизуальной информации в новых стандартах цифрового телевещания.

5.4. Выводы.

6. Разработка перспективных методов диагностики и обработки аудиовизуальной информации телевизионного вещания.

6.1 Поиск путей и разработка методов предотвращения негативного воздействия параметров ТВ изображения на зрителя.

6.1.1 Разработка критериев принятия решений для коррекции экологических факторов риска телевизионного изображения.

6.1.2 Разработка аппаратно-программных средств для выявления и коррекции экологических факторов риска и видеодефектов.

6.2 Исследование путей повышения эффективности субъективных испытаний качества ТВ изображения.

6.2.1 Возможность повышения точности сравнений при субъективной оценке качества.

6.2.2 Сравнительная чувствительность зрительного анализатора к основным характеристикам ТВ изображений в зависимости от методов тестирования

6.3 Способ отображения сигналов телевизионного изображения в приемнике ТВЧ.

6.4 Цифровое звуковое сопровождение в системе ЦТ СЕКАМ.

6.5 Выводы.

Наиболее массовым средством информационного обеспечения населения является аудиовизуальная информация телерадиовещания, значение которой для информационного, культурного, развлекательного и других аспектов обеспечения коммуникационных потребностей населения России сейчас невозможно переоценить. В её формировании и передаче участвуют технологические комплексы и технические средства, активно изменяющиеся в настоящий период в связи с переходом вещания от аналоговых к цифровым методам подготовки и распространения программ. Кроме того, современные цифровые технологии подготовки программ слились с новыми компьютерными технологиями, усложнились внедрением различных способов сжатия и цифровой модуляции.

Вследствие глобальности распространения аудиовизуальной информации телерадиовещания её техническое качество (далее - качество) затрагивает в той или иной степени интересы почти всех граждан страны. Важность проблемы для общества и самих вещателей в настоящее время определяется следующими факторами:

1. Социальная значимость и защита прав потребителя.

Низкое качество изображения и звука телерадиопрограмм привносит паразитную психофизиологическую нагрузку на зрителя или слушателя, затрудняет восприятие им передаваемой аудиовизуальной информации и, тем самым, нарушает его права потребителя. Не вдаваясь в юридические тонкости (это не тематика данной работы), автор считает неоспоримым право потребителя на качественную телерадиопродукцию, независимо от способа ее получения и размера оплаты.

2. Экологическая безопасность вещания.

Аудиовизуальная информационная среда, в которую погружается телезритель, не должна содержать в своей экологии факторов, несущих риск негативного воздействия на его здоровье и самочувствие. Острота проблемы возрастает по мере роста технических возможностей создания сложноструктурированных изображений в видеоряде. Получая в свое распоряжение эти возможности, создатели программ стремятся в полной мере их использовать. В результате даже в странах, где существуют нормативные ограничения уже достаточно известных опасных явлений, происходят инциденты с их проявлениями.

Помимо искусственно вносимых техногенных факторов (АТ-факторов), неблагоприятное действие могут оказывать и слишком низкие значения обычных объективно измеряемых параметров качества изображения и звука.

3. Конкурентоспособность программы.

Данный фактор, при всей его очевидности, пока не обладает должной мотивацией. В частности, 5 миллионов человек в РФ, которым доступна лишь 1 программа или вообще ни одной, просто не имеют выбора. Однако с внедрением цифровых способов доставки сигнала зрителю, резко увеличивающих количество доступных программ, влияние этого фактора усилится.

В настоящее время актуальность обеспечения качества программ возросла. В первую очередь это вызвано кардинальными изменениями структуры отрасли вещания в новейший период (15 лет), приведшими к более, чем десятикратному росту числа телерадиокомпаний всевозможных размеров и форм собственности. Одновременно происходила и продолжается техническая революция в отрасли вещания, связанная с переходом на цифровые технологии. Поэтому проблемы качества связаны и с появлением новых факторов, вызывающих искажения информации, и с необходимостью разработки новых подходов к методам контроля качества, актуализации нормативно-технической базы телерадиовещания. Предметом данной работы являются исследования и разработка методов и аппаратуры обработки информации в технических комплексах телерадиовещания, направленные на ее анализ, обработку и управление качеством.

Целью данной работы является разработка комплекса научно обоснованных решений проблемы повышения технического качества аудиовизуальной информации телерадиовещания, имеющей важное социально-культурное и хозяйственное значение.

Для достижения этой цели ставились и решались следующие основные задачи:

- анализ состояния проблемы качества в телерадиовещании по его уровню, методам, средствам и организации контроля;

- оптимизация методов контроля качества аудиовизуальной информации телерадиовещания;

- исследования и разработка оптимизированных средств контроля качества изображения и звука в телерадиовещании;

- разработка критериев экологической безопасности телерадиопродук-ции и методов контроля и коррекции факторов риска;

- исследования и разработка способов и устройств для повышения качества изображения и звука.

Методы исследований. В диссертации приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований, полученных с использованием методов системного анализа (построение и верификация моделей, оптимизация методами локального поиска в глубину, в ширину, с возвратом, имитационное статистическое моделирование, трансформация, визуализация и отображение, нечеткая логика), теории передачи изображений по электрическим каналам связи, теории радиотехнических сигналов и цепей, теории дискретизации сигналов, статистической радиотехники, интегрального исчисления, теоретической механики, теории зрения и инженерной психологии.

В процессе выполнения работы проводились разработка и макетирование узлов и блоков аппаратуры, измерительных установок, компьютерное моделирование, выполнен большой объем работ по испытаниям разрабатываемых систем и реальных объектов телерадиовещания.

Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка использованной литературы и приложения.

6.5. ВЫВОДЫ

1. Для нормирования параметров, отвечающих за безопасность воздействия ТВ программ на зрителя, сформулировано новое понятие изображения и звукового сопровождения допустимого качества (ИЗС ДК), необходимое для регламентации параметров телерадиопродукции, исключающей негативное воздействие на потребителя. Разработаны нормы на параметры ИЗС ДК, представляющие собой критерии принятия решений для коррекции экологических факторов риска телевизионного изображения и звукового сопровождения. Данные нормы регламентируют как базовые параметры ИЗС, так и артефакты видео- и звукового ряда.

2. Предложена разработка автоматизированных аппаратно-программных средств для выявления, фиксации и коррекции экологических факторов риска и видеодефектов. Определен подход к созданию двух видов аппаратуры для этих целей, разработан экспериментальный образец видеодефектоскопа, посредством которого проведены исследования указанных явлений в теле- и видеопродукции. Предложено и отображено в виде схем обработки информации размещение данной аппаратуры в трактах формирования программ и ее применение по назначению.

3. Для повышения точности и оперативности субъективных испытаний кодеков цифрового сжатия видеосигналов предложен метод сравнения сюжетов в области пространственного или временного перехода между опорным и испытуемым сюжетом с возможностью воздействия на опорный сюжет операциями тарированной деградации качества для количественной объективизации оценок наблюдателей. Проведен эксперимент по определению сравнительной чувствительности зрительного анализатора к одной из основных характеристик ТВ изображений - яркости. Приведенные результаты эксперимента подтверждают перспективность данного направления исследований.

4. Разработан способ отображения сигналов телевизионного изображения в приемнике ТВЧ для снижения заметности мельканий яркости изображения, отличающийся эффективным достижением цели при отсутствии повышенных требований к устройствам строчной развертки и цифровой памяти. Сущность способа состоит в удвоении кратности чересстрочное™ развертки исходного сигнала изображения в самом приемнике ТВЧ.

5. Предложена эффективная по технико-экономическим показателям система двухканального цифрового звукового сопровождения в системе ЦТ СЕКАМ, не зависящая от параметров передатчиков и конвертеров в сети распространения ТВ программ.

Заключение

Совокупность изложенных в диссертации положений представляет собой целостный комплекс научно обоснованных и реализованных в практике решений в области крупной научно-технической проблемы обеспечения технического качества и экологической безопасности аудиовизуальной информации телерадиовещания при переходе к цифровым методам вещания и в перспективе. Решение данной проблемы имеет важное социально-культурное и хозяйственное значение.

В диссертации получены следующие основные научные теоретические и практические результаты.

1.По результатам проведенного анализа проблем современного состояния средств и методов контроля и управления качеством телерадиопродукции обоснован интегральный подход к решению проблемы, включающий повышение эффективности контроля качества телерадиопродукции, основанное на конвергенции технических средств вещания и информационных технологий, комплексную разработку норм и методик контроля качества телерадиопродукции и защиту зрителя от риска негативного воздействия ее технических параметров.

2. Проведена актуализация нормативно-технической базы телерадиовещания путем создания нормативных документов, соответствующих современным формам представления и обработки видео- и аудиосигналов в цифроанало-говых и цифровых трактах формирования и выдачи телерадиопрограмм. С этой целью разработан и введен в действие комплексный ряд стандартов, включая ГОСТ Р 52722-2007, определяющих требования к параметрике трактов и методам ее измерения, процедуры проверки соответствия, правила эксплуатации технических средств телевидения и радиовещания.

Результаты данных работ явились методической основой проведенных испытаний и коррекции технических комплексов подготовки программ более 1000 телерадиокомпаний.

3. Разработан и внедрен метод диагностики трактов телерадиовещания с повышенной технико-экономической эффективностью (метод универсальных тестовых файлов). При создании метода получены результаты: системная оптимизация алгоритма контроля качества телерадиопродукции; оптимизация структуры тестовых данных для измерений параметров звуковых трактов и видеотрактов; определение влияния цифровой компрессии видеосигналов на точность измерения видеопараметров, определившее способы минимизации вносимых искажений до приемлемого уровня.

4. Обоснованы и разработаны предложения по коррекции методов измерений видеопараметров телевизионного тракта. Имитационным моделированием проведено определение точности различных методов измерений параметров в цифроаналоговом тракте.

5. Разработаны и внедрены в практику методики и программные комплексы для измерений параметров звуковых трактов формирования и передачи телерадиопрограмм и колориметрической диагностики теле- и видеокамер, отличающиеся автоматизацией и высокой точностью процесса измерений.

6. Разработаны на аппаратно-программном уровне и внедрены в практику решения задач оперативного проведения испытаний компонентных трактов с возможными включениями переходов в PAL и кодеров СЕКАМ.

7. Разработан и внедрен в практику метод дистанционной диагностики трактов формирования и передачи телерадиопрограмм; отработаны различные алгоритмы его использования. Данным методом проведены испытания 26 телерадиокомпаний с цифровой и цифроаналоговой технологией. Отмечены достоинства метода: резкое сокращение организационных и финансовых затрат, оперативная обратная связь с объектом испытаний и отсутствие потребности испытательного центра в аппаратуре видеозаписи разнообразных форматов.

8. Предложены принципы и проведена разработка системы дистанционной диагностики трактов с автономным доступом авторизованного пользователя.

9. Разработан алгоритм использования инструментов стандартных звуковых программ для анализа видеосигналов и измерений полного набора видеопараметров без использования аппаратных средств.

10. Проведены исследования и оптимизация параметров видеоголовок, головок автотрекинга и малошумящих усилителей для внедренного в серийное производство студийного видеомагнитофона 2-го поколения.

11. Предложены эффективные по технико-экономическим показателям системы развертки сигналов изображения в приемнике ТВЧ и двухканального цифрового звукового сопровождения в системе ЦТ СЕКАМ.

12. Разработана методика и проведены измерения временного рассогласования изображения и звука в телевизионных эфирных программах, подтвердившие актуальность вопроса. Разработан, выпускается, внесен в Госреестр средств измерений и рекомендован к применению в 3-х новых ГОСТах прибор для измерения временного рассогласования изображения и звука ИВР-1.

13. Рассмотрены аудиовизуальные параметры ТВ изображения, несущие потенциальную опасность вредоносного воздействия на зрителя, и показано наличие указанных параметров в реальной теле- и кинопродукции. Сформулировано новое понятие телерадиопродукции допустимого качества, необходимое для регламентации ее экологических параметров. Разработаны критерии принятия решений для выявления и устранения экологически опасных явлений и видеодефектов.

14. Предложено новое техническое решение для автоматизированного выявления экологически опасных явлений и видеодефектов. Определен подход к созданию двух видов аппаратуры для этих целей и предложен оптимальный вариант ее размещения в трактах формирования и выдачи ТВ программ.

Внедрение результатов диссертационной работы отражено в соответствующих актах (Приложение 13).

1. Аппаратура автоматического периодического допускового контроля технических характеристик вещательных каналов АКЗВ// Телерадиовещание: Информационный бюллетень / ОАО ВНИИТР. -2000.-№2.-С. 44

2. Артюшин Л.Ф., Винокур А.И., Мкртумов A.C. Съёмка и подготовка видеоматериалов в телевизионном производстве: Справ, рук. М.: АО ВНИИТР. 2000. - 451с.

3. Бабаков И.М. Теория колебаний. М.: Наука, 1968, - 560 с.

4. Баранов Ф.Р., Лишин Л.Г., Мкртумов A.C. Формирование базы данных о состоянии и деятельности государственных телерадиокомпаний // Телерадиовещание: Информ. Бюл. / ОАО ВНИИТР. -2003.-№ 1.-С. 27.

5. Борисов В.В., Круглов В.В., Федулов A.C. Нечеткие модели и сети.- М.:Горячая линия Телеком, 2007. - 284с.

6. Брайс Р. Справочник по цифровому телевидению. — М.: Изд-во «Эра», 2001. 229 с.

7. Бритиков A.A., Мкртумов A.C., Немцова С.Р., Цветков О.В. Метрологические аспекты нормирования комплекса параметров изображения и звука в телевизионном вещании // Broadcasting, 2004, № 4, С. 8-22/

8. Быков В.В., Автоматизация в телевидении и файловая передача ме-диаданных// Техника кино и телевидения. 2003. № 3. - С. 4 - 7.

9. Быкова Т.П., Гольцов В.В., Репман Г.Г Особенности сертификации телецентров при переходе на цифровые технологии // Телерадиовещание: Информационный бюллетень / АО ВНИИТР 2006. - №4.- С. 27-29.

10. Бычков Ю.Н., Мкртумов A.C., Чернятин Ю.И., Расчет основных механических параметров видеоголовок автотрекинга. // Вопросы организации труда и развития техники телевидения и радиовещания: Сб. науч. тр. / ВНИИТР. М., 1985. - С. 47 - 53.

11. Бургов В.А. Физика магнитной звукозаписи. — М.: Искусство, 1973, -495 с.14