автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.10, диссертация на тему:Методы и алгоритмы анализа квалиметрических характеристик в социальных кинематографических системах

УДК [338.24:304.2]:778.5 На правах рукопмсп

НЕСТЕРОВА ЕЛЕНА ИВАНОВНА

МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ АНАЛИЗА КВАЛИМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК В СОЦИАЛЬНЫХ КИНЕМАТОГРАФИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

Специальность 05.13.10 Управление в социальных и экономических системах

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

1 О НОЯ 2011

Тверь 2011

4859657

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном университете кино и телевидения и Тверском государственном университете

Официальные оппоненты:

доктор технических наук профессор Семенов Николай Александрович доктор технических наук профессор Полосин Лев Леонидович доктор экономических наук профессор Янсон Эдуард Жанович

Ведущая организация:

Северо-Западный институт печати Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна

/иоо

Защита состоится 09 декабря 2011 г. в '' на заседании диссертационного совета Д212.263.04 при Тверском государственном университете по адресу: 170002 г.Тверь, Садовый пер., д.35, ауд.200.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тверского государственного университета по адресу : 170100 г. Тверь, ул.Володарского, д.44а.

Автореферат разослан 201

1 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.ф.-м.н. доцент

Дудаков С.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Предмет исследования и актуальность работы.

Социальная кинематографичесая система — совокупность организаций, учреждений предприятий (элементов системы), а также отношений между этими элементами, предна-наченная для выполнения одной конечной цели - предоставления зрителю качественного i комфортного киновидеопоказа.

Актуальность работы обусловлена следующими факторами: приход в кинематограф цифровых технологий способствовал повышению социальной начимости кинематографических систем, повысились требования зрителя, появились но-ые требования к кинопоказу, в связи с этим основным аспектом управления кинематографическими системами является использование возможностей обеспечения гарантированного высокого качества киновидеообслуживания, предоставляемого современными техноло-иями кинематографа;

выполнение требований зрителя возможно только при условии выполнения принципа правляемости кинематографических систем, т.е. реализуемости принимаемым управляю-им органом кинематографической системы решений по организации качественного кино-юказа, которые принимаются на основе анализа информации, поступающей в управляю-ую подсистему;

только системное решение квалиметрических задач, анализ квалиметрических характери--тик в кинематографических системах на основе теоретических положений экспертной -валиметрии позволяет охватить квалиметрические характеристики отдельных элементов и ¡ыходные квалиметрические характеристики системы в целом и априори гарантирует при-1ятие в кинематографической системе обоснованных управленческих решений.

К настоящему времени не имеется работ, охватывающих в целом эти факторы. Про-лемы экспертной оценки таких значимых квалиметрических характеристик, как изобра-ение и звук, для отдельных элементов и на выходе фотовидеокинематографических сис-ем различного назначения освещены в работах Антипина М.В., Комара В.Г., Гребеннико-?а О.Ф., Ишуткина Ю.М., Редько A.B., Тихомировой Г.В., Раковского В.В, Полосина Л.Л., инокура А.И., Коломенского H.H. Результаты исследований, приведенные в этих работах, станавливают взаимосвязи между частными техническими и информационными парамет-ами и субъективным восприятием кинопоказа, полученные в них зависимости учтены на ровне требований к киновидеотехнике по выходным квалиметрическим характеристикам, днако анализ используемых интегральных квалиметрических критериев, на основе которых формируется информация о квалиметрических характеристиках в социальной кинема-ографической системе, показывает отсутствие экспертных квалиметрических методов и ритериев. позволяющих в полной мере учитывать влияние выходных квалиметрических арактеристик киновидеотехники и услуг на субъективную интегральную оценку с учетом ¡собенностей субъективного восприятия. В связи с вышесказанным, задача разработки ме-•одов и алгоритмов анализа и экспертного оценивания квалиметрических характеристик яв-шется актуальной с точки зрения получения информации, на основе которой в социальной ■инематографической системе принимаются управляющие решения и выполняются требо-ания зрителя в отношении качественного кинопоказа.

Целью диссертационной работы является формирование теоретических основ мето-юв и разработка алгоритмов анализа квалиметрических характеристик подсистем кинематографии и социальных кинематографических систем в целом, позволяющих получать информацию о квалиметрических характеристиках, на основе которой принимаются обосно-анные управленческие решения в кинематографической системе, анализ результатов и вне-

дрение разработанных экспертных квалиметрических методов и моделей в практическу деятельность.

Задачи, которые были решены при разработке методов и алгоритмов анализа квали метрических характеристик в кинематографических системах, включают: анализ квалимет рических характеристик, основанный на психофизических квалиметрических экспертизах; анализ характеристик, основанный на функциональных квалиметрических экспертизах; ме тоды формирования информации для принятия управленческих решений управляющей под системой на основе предложенных критериев управления, охватывающих частные, обоб щенные и интегральные квалиметрические характеристики в соответствии с иерархическо структурой кинематографической системы.

Методы исследований.

В диссертационной работе используются теоретические методы исследования на ос нове аппарата теории вероятностей, математической статистики, теории нечетких мно жеств, теории обнаружения сигналов, методы моделирования, экспериментальные методь исследования, включающие психофизические и интеллектуальные экспертизы по определе нию коэффициентов чувствительности к характеристикам изображения и коэффициенте весомости частных и обобщенных функциональных квалиметрических характеристик, оп ределяющих качество услуг по киновидеообслуживанию зрителей, а также методы управле ния кинематографической системой на основе экспертной информации о квалиметрически характеристиках.

Основные результаты заключаются:

- в обосновании принципа управления кинематографическими системами по концепцт Штакельберга, основанного на необходимости получения информации о критериях, по ко торым осуществляется управление подсистемами и в целом кинематографической системой В соответствии в этими критериями проводится структурная организация многоуровнево иерархической кинематографической системы;

- в разработке теоретических положений агрегирования и анализа квалиметрических харак теристик для формирования критериев, по которым обеспечивается управление функциони рованием как отдельных элементов кинематографической системы, так и системы в целом и осуществляется реализация принципа управляемости кинематографическими системами;

- в разработке алгоритмов оценки единой агрегированной характеристики, интегральны критериев, обобщенных характеристик, которые выдают информацию для принятия управ ленческих решений, в основе которых лежит обоснованное и доказанное положение о соот ветствии распределения случайных весовых коэффициентов субъективных оценок частных обобщенных характеристик и интегральных показателей нормальному закону;

- в разработке методов и алгоритмов психофизической экспертной квалиметричесю» оценки изображений, учитывающих особенности субъективного восприятия изображения позволяющих проводить сравнительный анализ, классификацию изображений;

-в разработке методов и алгоритмов функциональной экспертной квалиметрической оценет характеристик киновидеотехники и услуг по кинопоказу, предоставляющих возможност проводить сравнительный квалиметрический анализ техники и услуг по совокупности ха рактеристик, их ранжирование, сертификационные испытания.

Научная значимость работы:

- разработаны теоретические основы методов и алгоритмов управления отдельными подсис темами и кинематографической системой в целом, основанные на агрегированных квали метрических характеристиках как критериях оценки качества функционирования элементе и уровней кинематографической системы, по которым осуществляется управление ее функ ционированием:

- разработаны методы и алгоритмы экспертной квалиметрии для системного решения ква-лиметрических задач в кинематографии, предполагающие использование интегрального критерия, сформулированного на основе модуля (квадрата модуля) характеристической функции суммы вещественнозначных физически реализуемых функций случайных весовых коэффициентов частных, обобщенных характеристик или интегральных показателей;

- разработаны методы и алгоритмы психофизической экспертной квалиметрии изображения, основанные на моделировании изображений и экспертном оценивании результатов промежуточных и итоговых преобразований характеристик в кинематографических системах;

- разработаны методы и алгоритмы функциональной экспертной квалиметрии для квали-метрического анализа технических средств, используемых кинематографической системой, и услуг по киновидеообслуживанию, предоставляемых системой зрителю.

Решенная в диссертации научная проблема заключается в разработке теоретических основ методов и алгоритмов анализа квалиметрических характеристик, необходимых для формирования научно обоснованных управленческих решений по обеспечению гарантированного качества киновидеообслуживания в социальной кинематографической системе.

Критерии, методы и алгоритмы, предложенные в работе, составляют вклад в теории управления кинематографическими системами и экспертной квалиметрии в части интегрального оценивания психофизических и функциональных характеристик и обоснования требований к элементам и кинематографической системе в целом.

Практическая значимость работы:

- разработаны практические методики проведения субъективных психофизических экспертиз по оценке качества изображения с использованием соответствующего информационного, программного и приборного обеспечения;

- предложены практические рекомендации по проведению функциональных квалиметрических экспертиз, позволяющие проводить сравнительный анализ мультимедийных средств, услуг, их классификацию, ранжирование, сертификационные испытания;

- на основе метода субъективной психофизической экспертизы по оценке совокупности характеристик средств воспроизведения изображения разработана методика классификации средств воспроизведения изображения по уровню качества;

- предложена методика оценки качества услуг по киновидеообслуживанию зрителей, основанная на функциональных квалиметрических экспертизах по определению весовых коэффициентов характеристик услуг и установлению обменных соотношений между характеристиками на различных уровнях иерархии кинематографической системы, которая позволяет не только оценивать качество функционирования подсистемы кинопоказа, но и проводить сертификацию услуг по кинопоказу.

Положения, выносимые на защиту:

1.Разработаны методы управления иерархической кинематографической системой, обеспечивающие гарантированно высокий уровень квалиметрических характеристик кинематографической системы на основе принципа Штакельберга с учетом допустимых диапазонов изменения квалиметрических характеристик различных уровней иерархии.

2.Сформулирована совокупность критериев интегральной экспертной оценки показателей качества функционирования социальных кинематографических систем: критерий оценки суммарного эффекта кинопоказа, построенный на основе характеристической функции линейной комбинации отклонений интегральных квалиметрических показателей от эталонного уровня: критерии интегральных оценок качества продукции социальной кинематографической системы, построенные на основе характеристической функции линейной комбинации отклонений обобщенных квалиметрических характеристик; критерии обобщенных

квалиметрических характеристик качества продукции кинематографической системы, по строенные на основе характеристической функции линейной комбинации отклонений част ных квалиметрических характеристик.

3. В результате декомпозиции общих подходов экспертной квалиметрии и управле ния кинематографичекими системами разработаны методы экспертного оценивания харак теристик, основанные на психофизических и функциональных процедурах: построени субъективных оценочных шкал на основе последовательного преобразования шкал; оценк коэффициентов чувствительности к частным квалиметрическим характеристикам, основан ная на моделировании оцениваемой характеристики и заметности возникающих изменений компьютерные методы оценки возможности компенсации одной частной характеристик другой; оценка коэффициентов чувствительности к обобщенным квалиметрическим харак теристикам; оценка средств воспроизведения изображения по совокупности их характери стик; квалиметрическая оценка, основанная на методе парных сравнений, позволяюще!\ учитывать коэффициенты весомости функциональных характеристик.

4. Предложен алгоритм формирования обобщенной структуры выходных квалимет рических характеристик кинематографической системы, реализующий разработанный мето; управления кинематографическими системами. Разработаны процедуры оценки критерие качества социальной кинематографической системы: субъективной квалиметрической экс пертизы киновидеотехники и услуг по кинопоказу; определения критериев выбора экспер тов, участвующих в квалиметрических экспертизах; оценки дисперсии субъективных оце нок и весового коэффициента квалиметрической характеристики при квалиметрически. экспертизах. Разработаны алгоритмы оценки квалиметрических характеристик при психо физических и функциональных экспертизах: оценка коэффициентов чувствительности к яр кости, детальности и характеристикам пространственности изображения, оценка возможно сти обменных соотношений между частными и обобщенными характеристиками изображе ния, проверка гипотез о значимости линейной связи и ничтожности нелинейной зависимо сти между характеристиками, оценка качества услуг по кинопоказу, оценка востребованно сти функциональных характеристик мультимедийных центров, функциональная экспертизе по оценке качества киновидеотехники, основанная на методе анализа иерархий.

Апробация результатов работы.

Материалы диссертации докладывались на научно-технических конференциях: Ме ждународной конференции «Квалиметрия и общество», Москва, 1998 г.; конференции «Ин формационные технологии в науке, проектировании, производстве» Верхневолжского от деления академии технологических наук, Н.Новгород, 2000,2005,2006 г.г.; конференцш СПбГУКиТ «Кинотеатры XXI века»,2000 г.; 3 Международном форуме «Кино в России» 2002 г.; конференциях гильдии кинотехников Союза кинематографистов в Доме творчеств; кинематографистов «Репино» в 2004. 2005, 2006. 2007. 2008, 2009 г.г.; XV и XVI Между народных конференциях «Современное образование: содержание, технологии, качество» СПб., Санкт-Петербургский государственный электротехнический университе им.В.И.Ульянова (Ленина) в 2009,2010,2011 г.г.; Всероссийской межвузовской конферен ции «Наука и образование в развитии промышленной и экономической сфер регионов Рос сии», г. Муром, Муромский институт Владимирского государственного университета, 200 г.; конференции «Оптика и образование -2010», проходившей в рамках Международног оптического конгресса «ОПТИКА-ХХ1 век», г.С.-Петербург, СПбГУ ИТМО в 2010 г.

Результаты исследований были использованы на практике, о чем свидетельствуют акты внедрения:

1.Практические рекомендации по организации квалиметрических экспертиз нашли применение и показали целесообразность их использования при проведении сертификационных процедур в кинотеатрах сети ООО «Кронверк Синема».

2.Методики экспериментального определения коэффициентов чувствительности к обобщенным и частным характеристикам киноизображения показали свою эффективность и используются при оценке качества кинопоказа в Госфильмофонде России.

3.Предложенные алгоритмы проведения функциональных квалиметрических экспертиз используются при формировании функциональноэлементной структуры проблемной лаборатории «Научные основы аудиовизуальных интерактивных технологий обучения» в РГПУ им. А.И.Герцена.

Публикация материалов работы. По результатам диссертации опубликовано 72 работы: 14 статей в ведущих рецензируемых научных журналах, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертации на соискание ученой степени доктора наук (в соответствии со списком, рекомендованным ВАК России), 3 монографии, 1 авторское свидетельство, 16 работ в центральных и отраслевых научно-технических издательствах, 20 тезисов докладов конференций.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 188 наименований. Она включает 231 страницу машинописного текста, содержит 64 рисунка, 90 таблиц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дается обоснование актуальности темы, сформулированы цель и задачи работы, показаны основные направления и методы исследований, научная новизна и практическая ценность полученных результатов, представлены основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту.

В главе 1 показан социальный характер кинематографических систем. Для обеспечения требований зрителя, связанных с качественным кинопоказом, должно выполняться условие управляемости кинематографической системы, т.е. реализуемость принимаемых управляющим органом кинематографической системы решений по организации и выполнению последовательности действий по высококачественному кинопоказу. Управляемость кинематографической системы однозначно предполагает применение соответствующих методов и алгоритмов управления ее отдельными элементами и системой в целом. К настоящему времени в кинематографии не имеется работ, охватывающих в целом эти факторы. В основе методов и алгоритмов реализации свойства управляемости кинематографической системы лежит оценка ее социального эффекта с помощью критериального функционала вида смешанного семиинварианта порядка г

Yq = arg max^^^^D (Д<?0; v = £?=i v« = 1; v» 1,0

по характеристической функции

<Pq (Д<?1> = Zf=t k: <Ръ (Д<?г); I?=t = l; — 0 линейной формы характеристических функций интегральных квалиметрических показателей <2:; / = 1.....п, непосредственно определяющих в соответствии с иерархическим упорядочением эффект управления социальной кинематографической системой: к. - весовой коэффициент характеристической функции соответствующего интегрального показателя.

Структура кинематографической системы представлена на схеме (рис. 1 ). Эквивалентом организационной стру ктуры кинематографической системы является однозначно соответствующая ей структура квалиметрических характеристик. Основу организационной

структуры кинематографической системы составляют следующие аксиомы: никакая подсистема или элемент кинематографической системы не является собственным подчиненным (подчиненным самому себе); никакая подсистема или элемент кинематографической системы не является одновременно управляющим органом и исполнительным звеном другой подсистемы, элемента; исполнительная - подчиненная подсистема исполнительной - подчиненной подсистемы является исполнительной - подчиненной. Эти аксиомы обуславливают иерархическую структуру кинематографической системы с обратными информационными связями без циклов и объективную целесообразность выработки и исполнения управленческих решений по принципу Штакельберга.

Обобщенная иерархическая структура квалиметрических характеристик, определяющих качество кинопоказа, приведена на рис.2. Структура характеристик имеет три уровня: частные, обобщенные и интегральные характеристики. Интегральные критерии определяют социальный эффект кинематографической системы в целом. Принятые обобщенные, интегральные и единая агрегированная квалиметрические характеристики есть не что иное, как критерии оценки качества функционирования элементов и уровней кинематографической системы, и по этим критериям осуществляется управление ее функционированием.

Анализ характеристик, определяющих качество изображения и звука, основан па психофизических экспертных методах, а функциональных - на функциональных (интеллектуальных, логических) квалиметрических экспертизах.

Цель управления заключается в таком выборе оптимальных значений частных, обобщенных характеристик и интегральных показателей из соответствующих допустимых множеств, чтобы критерий качества кинопоказа системы в целом принимал максимальное значение. При этом частные характеристики непосредственно входят в качестве управляемых параметров в обобщенные, обобщенные как управляемые параметры - в интегральные, а интегральные, как управляемые параметры, входят в единый критерий качества кинопоказа.

Множества значений весовых коэффициентов частных характеристик определяются по результатам квалиметрических экспертиз. Весовые коэффициенты частных характеристик составляют совокупность измерений первичных показателей состояния базисных элементов системы, то есть они принципиально представляют выборку - реализацию многомерной случайной величины. Объективным основанием этому факту является то, что, несмотря на постоянный количественный уровень частной характеристики изображения или функциональной характеристики услуги, получаемые при субъективной экспертизе оценки, имеют разброс вследствие случайного характера весовых коэффициентов для каждого эксперта.

Поэтому обобщенные характеристики, интегральные показатели и критерий качества функционирования системы в целом являются функциями случайных величии, их целесообразно оценивать своими числовыми характеристиками - моментами, а последние удобно определять с использованием семиинвариантов как критериев качества управления на соответствующих уровнях иерархической структуры кинематографической системы.

Вычисление семиинвариантов, естественно, предполагает знание характеристических функций обобщенных характеристик, интегральных показателей и критерия верхнего уровня системы. Введенные критерии должны оптимизироваться как в интересах конкретного уровня, так и системы в целом.

В связи с этим объективно имеют место два варианта централизованного управления системой.

В основу построения критерия для варианта строго централизованного управления (критерия управления по оптимальному достижению единой цели системы), как

Отделы менеджмента я Т. * р о

Художсствснно-творческис отделы

Технико-технологические подразделения

Отделы менеджмента н маркетинга кинотеатра

Отделы кинопоказа н \ правления инфраструктурой кинотеатра

Отделы менеджмента и маркетинга

Отделы проектирования

Киноте\нолог;гчсскне отделы

Подразделения менеджмента, маркетинга, рекламы

Технические еллжбы

Отделы менеджмента, маркетинга, рекламы

Технико- технологические службы, отделы оценки и диагностики, сервисного обслуживания и ремонта, проката

Отделы менеджмента, маркетинга, международных связей, художественно- творческой политики, исследовательские

Тех ннко-тех но логические цеха и отделы

Совокупность образовательных учреждении среднего профессионального и высшего образования в области менеджмента, экономики, киноискусства, техники и технологии в кинематографии

Отделы менеджмента, маркетинга, рекламы

Аналитические отделы по стандартизации и техническому регулированию

Экспсртно- технические с.тужбы

Администрация

Гильдии различной направленности

критерия, охватывающего в целом зависимые или независимые частные, обобщенные и интегральные квалиметрические неотрицательные характеристики и показатели (рис.3), принимаются следующие утверждения: 1.1.Линейная комбинация характеристических функций при условии, что коэффициенты комбинации вещественны, неотрицательны и их сумма равна единице, является характеристической функцией.

1.2.Вещественная часть характеристической функции и квадрат её модуля являются характеристическими функциями.

1.3.Суммарный эффект кинопоказа, оцениваемый по любой из обобщенных квалиметри-ческих характеристик Цц , определяется вещественной частью характеристической функции

^¡Х^Чц) — линейной формы = Е?=1 к^- любых вещественнозначных

физически реализуемых квалиметрических частных характеристик - характеристик нижнего уровня иерархически упорядоченной их структуры, где = l — qiJ - отклонение частной квалиметрической характеристики от эталонного уровня, измеренное в нормированной относительной шкале;М- обозначение математического ожидания;у - индекс частной характеристики; /—индекс обобщенной характеристики; /-индекс интегрального показателя; qi обобщенная характеристика, определяемая линейной комбинацией вещественных частных характеристик ^ по индексу j для каждого индекса /; кц - весовой коэффициент (случайная величина) соответствующей частной характеристики; множества значений коэффициентов определяются в процессе квалиметрической экспертизы элементов системы.

1.4.Суммарный эффект кинопоказа, оцениваемый по любому интегральному квалимет-рическому показателю определяется характеристической функцией

<р1}. = 2^1 к1к <ря (Ддг:); =1; > 0 линейной формы характеристических

функций обобщенных квалиметрических характеристик дц, непосредственно связанных иерархическим упорядочением с 1-й интегральным показателем; ¿си - весовой коэффициент характеристической функции соответствующей обобщенной характеристики; Ад^ = 1 — q,i -отклонение обобщенной характеристики от эталонного значения, измеренное в относительной нормированной шкале.

1.5.Показатель качества - £> кинопоказа в целом оценивается максимальным значением смешанного семиинварианта порядка V

Уд = аг-9 V = 1?=1 ^ =1; V = 1,0

по характеристической функции

линейной формы характеристических функций интегральных квалиметрических показателей <2; ; / = 1,...,п, непосредственно определяющих в соответствии с иерархическим упорядочением эффект управления социальной кинематографической системой; к, - весовой коэффициент характеристической функции соответствующего интегрального показателя.

В основу построения критериев для варианта управления кинематографической системой по иерархическому принципу (по оптимальному достижению частных п единой цели системы) (рис.4), охватывающему зависимые или независимые частные характеристики - д.,,-.

1.../7 , исходного уровня системы, обобщенные - ( - 1 ...т на другом уровне и интегральные показатели -<?,,/ = 1 ...п.на третьем - верхнем уровне иерархии, принимаются следующие утверждения:

2.1.Смешанный семиинвариант (кумулянт) V —го порядка, как соответствующий критерий качества управления, подлежащий оптимизации, определяется значением смешанной про-

изводной V- го порядка логарифма характеристической функции в нулевой точке.

2.2.Суммарный эффект кинопоказа, оцениваемый по любой из обобщенных квалиметр! ческих характеристик q¡i, определяется в общем случае множеством максимальных значеш смешанного семиинварианта V — го порядка

я

•а. = ^ г'у = = 1,0

по характеристической функции линейной формы с;,, = Ьц1л вещественнозначных ф|

зически реализуемых квалиметрических частных характеристик исходного уровня пера хически упорядоченной их структуры.

Вычисленные таким образом множества Аи для всех г = 1 ...п передаются на уровень и рархии выбора оптимальных решений по интегральным показателям, точнее, по смешанны инвариантам интегральных показателей.

2.3.Суммарный эффект кинопоказа, оцениваемый по любому интегральному квалиметрическому показателю I — 1 ...п, определяется множеством максимальных знач ний смешанного семиинварианта порядка V

В< = ^Ж® А" =

9<ь = 2Г=1 ки П» 2Й1 *н = 1; ка > о;

ГугЪ = ^^¿¿п1"^ )|Дв!=о » V, = = = 1,0

по характеристической функции линейной формы вещественнозначных физически реализу мых обобщенных квалиметрических характеристик непосредственно связанных иерарх! ческим упорядочением с соответствующим интегральным показателем (¿¡.

Выбор решений на этом уровне иерархии системы осуществляется по принципу на) лучшего гарантированного результата, то есть с учетом возможных неблагоприятных для это! уровня решений нижнего уровня. Установленные при этом множества Л, для всех 1 = 1 ...п множества Л,; для всех г = 1 ... т передаются на верхний уровень иерархии для выбора оконч тельного оптимального решения.

2.4.Показатель качества - О кинопоказа в целом оценивается максимальным значение смешанного семиинварианта порядка V

с<-'в<=ЛУ8 ж й ;

п.? = (Д<? =0.

ГК а: = рг^Щп <Ръ {Щ) ц?;=о-

р? <М)

= ЕГ=1 «г, (Д<?г)/ <??г = £Г=1 к!: ^ (Дд,,),

У ft ¿ ч W la - -о О о- 2 П<

по характеристической функции линейной формы = £"=1 к, Д<7; вещественнозначных физически реализуемых интегральных квалиметрических показателей <?;,' = 1 • непосредственно определяющих в соответствии с иерархическим упорядочением эффективность социальной кинематографической системы. На этом верхнем уровне иерархии управления системой принимается окончательное решение также, как и на нижестоящем, по принципу наилучшего гарантированного результата с одновременным уточнением выбранных решений всеми другими подчиненными уровнями из их множеств В.,1- 1 ...«, Л.;Д = 1... т .

Достоверность принятых утверждений основывается на принятых выше утверждениях 1.1, 1.2, 2.1 и доказанных в теории вероятности, на агрегированном представлении линейными комбинациями совокупности функций любых зависимых или независимых весовых коэффициентов квалиметрических частных а также обобщенных характеристик щи и интегральных показателей как случайных величин, подчиненных произвольным законам распределения вероятностей с существующими моментами, и на применении принципа Штакельберга, адекватно отражающего реальный порядок выбора решения в многоуровневых иерархических сложных системах.

На основе оценок обобщенных, интегральных и единой характеристик кинематографической системы могут быть решены различные задачи управления: формирование требований к выходным характеристикам подсистем съемки кинофильмов, обработки материалов, тиражирования, средств организации условий кинопоказа; квалиметриче-ская оценка мультимедийной техники и услуг с учетом весовых коэффициентов частных, обобщенных и интегральных характеристик, обменных соотношений между характеристиками; классификация, ранжирование, присвоение градаций или категорий киновидеотехнике, мультимедийным услугам, сертификация.

Принцип управления в кинематографических системах обеспечивается с помощью обратной связи, как это непосредственно согласуется с реализацией критериев управления многоуровневой иерархической системой по общеизвестной концепции Штакельберга. Согласно этой концепции вычисленные значения критериев как характеристических функций обобщенных, интегральных и единой агрегированной характеристик сравниваются с их требуемыми значениями. В результате сравнения устанавливаются отклонения, и если последние превышают допустимые значения, то управляющие органы соответствующих уровней иерархии кинематографической системы вырабатывают управляющие решения соответствующим подсистемам, элементам нижестоящего уровня.

Выбор вида критерия управления кинематографической системой зависит от вида закона распределения вероятности экспертных оценок, на основе которых вырабатывается управляющее решение. Поскольку для практического использования более приемлемы критерии, основанные на предположении о нормальности закона распределения вероятности, была использована проверка гипотезы о нормальности закона распределения вероятности. Теоретический аспект проверки гипотезы представлен далее.

Обозначим неизвестную плотность распределения вероятностей появления случайных весовых коэффициентов квалиметрических характеристик и случайных субъективных оценок как р(у/^), разложим ее в ряд Тейлора в окрестности значений оцениваемых компонент квалиметрических характеристик. Имеем

МУ/,) - Мг/»0 + =0 - (* -")' + --

где второе слагаемое в правой части равно нулю в силу необходимого условия максимума правдоподобия. Следовательно, имеет место равенство

или, что то же,

в котором вторую, третью и т.д. экспоненты - множители в правой части можно не учитывать из-за малости влияния их на результат — на левую часть равенства.

Важным обстоятельством при этом является также и то, что получаемая согласно изложенному приему функция плотности симметрична, унимодальна относительно оптимального вектора компонент г" , а значит, представима нормальной плотностью распределения вероятностей.

Для экспериментального подтверждения гипотезы о нормальности распределения субъективных оценок был разработан алгоритм экспериментальной проверки гипотезы о нормальности распределения случайных весовых коэффициентов квали-метрических характеристик и случайных субъективных оценок характеристик. Как оказалось, распределения вероятностей для исследованных параметров действительно подчиняются нормальному закону. Нормальное распределение вероятности появления весовых коэффициентов к, характеристик позволяет для оценки характеристических функций обобщенных, интегральных показателей и показателя социального эффекта кинематографической системы использовать выражения вида

<р,(Д^.Д^,..., Д<7„) = е

Предложенные критерии управления кинематографической системой были апробированы для такого элемента кинематографической системы, как кинопоказ, полученные результаты подтвердили целесообразность их использования как для сравнительного квалиметрического анализа услуг по кинопоказу, так и для формирования требований к элементам кинематографических систем (глава 4).

В главе 2 показано, что в основе определения и оценки критериев, по которым осуществляется управление кинематографической системой, лежат методы экспертной квалиметрии.

Анализ интегральных квалиметрических критериев, используемых для оценки результатов психофизических и функциональных экспертиз в кинематографии, показывает, что в основном используются средневзвешенные критерии или критерии, в основе которых лежит полиномиальная аппроксимация, не позволяющие в полной мере учесть особенности субъективного восприятия.

В основу агрегирования зависимых или независимых частных Д^ у = 1

г До.,/= ДО,./ = \.....к

обобщенных 11 ' и интегральных - ' квалиметрических неотрица-

тельных характеристик и показателей предлагается положить следующие утверждения-теоремы.

1. Суммарный эффект кинопоказа, оцениваемый по любой из обобщенных квалиметрических характеристик >'-!>—>" ^ определяется значением модуля (квадрата модуля) характеристической функции суммы любых вещественнозначных физически реализуемых функций случайных весовых коэффициентов отклонений квалиметрических част-

ных характеристик !>■•■>характеристик нижнего уровня иерархически упоря-

доченной их структуры.

2. Суммарный эффект кинопоказа, оцениваемый по любому интегральному квалиметри-

ческому показателю 0/>' = определяется значением модуля характеристической

функции суммы любых вещественпозначных физически реализуемых функций случайных весовых коэффициентов отклонений обобщенных квалиметрических характеристик

Дд,,/ = 1,..., п ^ непоСредСХВен11о связанных иерархическим упорядочением с соответствующим интегральным показателем.

3. Показатель качества Q кинопоказа в целом оценивается значением модуля характеристической функции суммы любых вещественпозначных физически реализуемых случайных функций весовых коэффициентов отклонений интегральных квалиметрических

показателей Д~"' = , непосредственно определяющих в соответствии с иерархическим упорядочением эффективность социальной кинематографической системы.

В качестве случайных весовых функций принимаются линейные функции

¥>(Дй) где Aq = Aq^Aq^AO, _ отклоиения частНых, обобщенных характери-

стик и интегральных показателей от эталонных значений, измеренные в нормированной к —к к к

относительной шкале и ' ' -< - случайные весовые коэффициенты частных,

обобщенных характеристик и интегральных показателей с известными законами распределения вероятностей, устанавливаемыми в процессе единой квалиметрической экспертизы кинематографической системы.

Доказательство основывается на идее представления линейной комбинацией совокупности функций любых зависимых или независимых квалиметрических взвешенных

частных (h^'J'j ~ взвешенных обобщенных характеристик ~

взвешенных интегральных показателей ~ Ь-Д) как СЛучайных величин, под-

чиненных произвольным законам распределения вероятностей с существующими моментами.

Так, при описании случайных величин ЧЧМ) - кАЧ , как линейных функций квалиметрических частных, обобщенных и интегральных характеристик, нормальными распределениями характеристические функции показателя социального эффекта системы, интегральных показателей и обобщенных характеристик записываются в виде следующих выражений

' - i 1 у (Д0,,Де2,..., AQ,) = е -

ьчМ.ч"&,+\r,./-и;

<р,(Д<7,, Д A q „) = е 1=1

i X V4ч,, ~¿ <4 Ai,. ,.„, £Г,;■<т,., ,,г, ,.,,,

(p,{&qn,Aq,2,..., Ад1т) = е

Для решения практических квалиметрических задач представляют интерес статистические интегральные, обобщенные критерии, сформированные на основе модуля соответствующей характеристической функции

1 -¿i

--2_, д С?, Д Q т" .о- ,ч1г,■ i + 1

р (AQX,AQ 2,..., AQ ,) = е 2

- уХ /♦¡''¡.¡♦I

р , ( A q , , A q 2 ,..., A q н) = е

р , (A qn , A q )2 ,..., A q ,,„ ) = е

1 -л

Д 1 ч Д '' I ■ / ♦ I « "" '. / ♦ 1 г<. / . ; * I

и ее действительной части

/ _

KeQ(AQuAQ2,...,AQ,) = cos

1=1

Re Ql(Aq1,Aq1,..., AqJ = cos (£ k,Aq,)

j=i

m _

Re q, (Дqn, Дqa,..., ) = cos (£ куАцц)

При этом вещественная часть возводится в квадрат для того, чтобы расчетный интегральный критерий принимал только положительные значения. Справедливость допущения о нормальности законов распределения вероятности случайных весовых коэффициентов доказана в главе 1.

Таким образом, для оценки показателя социального эффекта кинематографической системы может быть использован критерий

' __Д О , Д У , . , 17 ,1 , . , г, , . ,

Q = cos 2 к ,& Q , )е

г = 1

Для оценки 1-го интегрального показателя может быть использован критерий

Q, = cos 2(£ к,.Ад,),

Для оценки 1-й обобщенной характеристики может быть использован критерий q , = cos (2, ки A q .. )e

Из этих выражений непосредственно следует возможность количественного исследования влияния каждой из частных квалиметрических характеристик на соответствующую обобщенную характеристику, каждой обобщенной характеристики на соответствующий интегральный показатель и каждого интегрального показателя на качество кинематографической системы в целом.

Разработаны методы экспертной квалиметрии, необходимые для проведения субъективных квалиметрических экспертиз: определения критериев выбора экспертов, формирования субъективных оценочных шкал, проведения субъективных квалиметрических экспертиз, анализа результатов субъективных квалиметрических экспертиз.

Разработаны алгоритмы оценки критериев качества кинематографической системы.

Алгоритм оценки дисперсии субъективных оценок при квалиметрических экспертизах предполагает:

- оценку среднеквадратического отклонения обобщенной /'-й квалиметрической характеристики = ¡—¿(q, -q,,)2 ,гДе - среднее арифметическое значение субъ-

V"j-i 1

ективной оценки обобщенной /'-й характеристики; п - количество ответов экспертов;

- оценку среднеквадратического отклонения частной j-й характеристики

I—--1 "

а = I—¿(^-i/^,,,)2 гДе 9/, среднее арифметическое значение субъектив-

V ^ I»-! ^ ш=1

ной оценки частнойу-й характеристики; М- количество экспертных оценок;

- экспериментальную оценку среднеквадратического отклонения субъективной оценки по полю рассеяния W =±/<т (рис.5) при психофизических экспертизах;

- оценку среднеквадратического отклонения весового коэффициента обобщенной характеристики и = lyik-i )2 где к. - среднее арифметическое значение весового коэф-

■

фициента характеристики; k,j - значения весовых коэффициентов обобщенных характеристик; п - объем экспериментальной выборки;

- оценку среднеквадратического отклонения весовых коэффициентов частных характеристик а = — Y(k -к )2 где к - среднее арифметическое значение весового коэф-

4 " ""'

фициента частной характеристики; - значения весовых коэффициентов частных характеристик; М- объем экспериментальной выборки.

В главе 3 рассмотрены методы и алгоритмы психофизических квалиметрических экспертиз изображения.

Частные характеристики изображения (Чи'Чи' — '^чп) могут быть измерены, однако интегральная оценка качества изображения (критерий на схемах управления кинематографической системой, рис.3 и 4), учитывающая совместное воздействие совокупности характеристик на зрителя, может быть определена только с использованием экспертных методов и расчетных интегральных критериев. Параметры, входящие в расчетные интегральные критерии, должны учитывать чувствительность зрителя к отдельным характеристикам изображения, возможность обменных соотношений между ними.

В качестве интегрального квалиметрического критерия изображения, обеспечиваемого кинематографической системой, предложен интегральный квалиметрический показатель Qi, определяемый значением модуля характеристической функции суммы вещественнозначных физически реализуемых функций случайных коэффициентов чувствительности к отклонениям обобщенных квалиметрических характеристик Дq, изображения

и __Д ч , Д q , +1 а ,ст/ +1|

Q\ = cos 2(Х кАч,)е ;

Д<7,=1-(/, - отклонение /-й обобщенной характеристики изображения от эталонного

значения, определенное в нормированной относительной шкале; к,,кн\ - средние арифметические значения коэффициентов чувствительности к отклонениям обобщенных характеристик; а _к (2. а ^ = , ,)2 ■ среднеквадратические отклоне-

ния коэффициентов чувствительности к отклонениям обобщенных характеристик;

= (.к, —к/,ы)(км — А/+1,/) - парный коэффициент корреляции между коэффициентами чувствительности к отклонениями /-Й и <+1-й обобщенных характеристик изображения; от- количество частных характеристик, влияющих на обобщенную.

объекта; б- сюжета

Для оценки /'-й обобщенной характеристики использован расчетный критерий

т __Aj„ Д. <J ,., *, <7 п

<7, = cos 2 к,JA q )е

= 1-g^; = \-q, /+, " отклонения у-й иу+1 частных характеристик от эталонного

значения, измеренного в нормированной относительной шкале; k,j,k,j+1- средние арифметические значения коэффициентов чувствительности к отклонениям j-й и/+1- й частных характеристик;а,, = П/¿(^-kijp)2; а = Jl/ - среднеквадра-

V р=1 V '/>-1

тические отклонения случайных коэффициентов чувствительности к отклонениям у-й и У+1-й частных характеристик;г, . = -Л,-,,j+i)(£i/+1 -k,j*i.j) - парный коэффициент корреляции между коэффициентами чувствительности к отклонениям j-fa и j+ 1-й частных характеристик; да-объем выборки.

Поскольку методы психофизических квалиметрических экспертиз предполагают моделирование характеристик изображения и оценку заметности вносимых изменений, для проведения экспертиз необходимо соответствующее информационное, программное и приборное обеспечение.

Метод психофизической квалнметрической экспертизы по сравнительному квалиметрическому анализу изображений предполагает:

- экспериментальное определение коэффициентов чувствительности к частным квалиметрическим характеристикам qih определяющим качество в соответствии с иерархической структурой характеристик;

- экспериментальную оценку парных коэффициентов корреляции г., между коэффициентами чувствительности к частным характеристикам;

- расчет средних арифметических значений коэффициентов чувствительности £ ., их среднеквадратических значений а ¡у,

- построение оценочных шкал частных характеристик и оценку отклонений частных характеристик от эталонных значений в нормированной относительной шкале в соответствии с разработанной оценочной системой А= 1 — q¡y,

- оценку коэффициентов чувствительности к обобщенным характеристикам, парных коэффициентов корреляции между коэффициентами чувствительности к обобщенным характеристикам, определение статистических параметров (средних арифметических значений коэффициентов чувствительности кь их среднеквадратических значений а,);

- расчет обобщенных характеристик и их отклонений Дд,=1-д,;

- расчет интегрального квалиметрического критерия изображения

Метод оценки психофизических критериев качества средств воспроизведения изображения по совокупности нх характеристик разработан для оценки и классификации средств воспроизведения изображения по совокупности характеристик, определяющих качество изображения. Метод включает: экспериментальное построение одномерных шкал частных характеристик (рис.5) и построение многомерной классификационной шкалы (рис.6).

Рис.6. Многомерная классификационная шкала качества изображения: ; А,,; кис - коэффициенты чувствительности к яркости, детальности и геометрическим искажениям; - отклонения характеристик, измеренные в нормированной относительной шкале

В основе алгоритмов экспериментальной оценки коэффициентов чувствительности к яркости, детальности и характеристикам, определяющим геометрическое подобие элементов киноизображения, лежит моделирование значений характеристик и оценка заметности возникающих изменений (рис.7).

Используемые при проведении психофизических квалиметрических экспертиз изображения показаны на рис.8, а полученные результаты приведены на рис.9 и 10. Коэффициент чувствительности к интегральной яркости лежит в интервале ки = од..0,9, а коэффициент чувствительности к геометрическим искажениям =о,5...о,б, т.е. изменение коэффициентов соизмеримо с доверительным интервалом, в котором лежат субъективные оценки. Коэффициент чувствительности к детальности А13 значительно зависит от условий восприятия изображения, его необходимо определять для каждого конкретного зала.

Разработка экспериментальной установки, обеспечивающей моделирование оцениваемых хаоактеоистик —

Построение зависимости между значениями анализируемой характеристики и

моделирующим параме|ром. Экспериментальная оценка заметности изменений анализируемой характеристики на тест- объекте: на сюжете:

Р (Y/s)-гПу/Пг Р (Y/s)- Иу/п,

р (Y/n) тХг/п„ d р (Y/n) - mvr/n„ dj-

Расчет коэффициента чувствительности к характеристике к — d _/d

Рнс.7, Схема алгоритмов экспериментальной оценки коэффициентов чувствительности к яркости, детальности и характеристикам, определяющим геометрическое подобие элементов изображения

Алгоритм оценки возможности обменных соотношений между субъективными характеристиками изображения основан на психофизических квалиметрических экспертизах, включающих моделирование значений оцениваемых характеристик и последующий расчет парных коэффициентов корреляции между коэффициентами чувствительности к характеристикам.

Теснота взаимосвязи между такими характеристиками, как яркость и детальность оценивалась парными коэффициентами корреляции г12 = (*,'-*,)(*, -к2)\ - коэффициенты чувствительности к яркости, причем, к[ определялся при ухудшении детальности; к'г\кг • коэффициенты чувствительности к детальности, причем к\ определялся при ухудшении яркости.

В практических условиях коэффициент определялся как

г |2= fi-A, - K^Tw' _ )>где d - М' ~ статистический параметр; Ms, М„ /а, /я, /d2 /d2 ' 0-

средние арифметические значения субъективных оценок характеристик, определяемые при различных условиях эксперимента; и- среднеквадратические отклонения субъективных оценок характеристик; d\, dit - статистические параметры заметности изменения яркости для тест-объекта и сюжета; di, dit - статистические параметры заметности изменения детальности для тест-объекта и сюжета; d\, - статистические параметры заметности изменения яркости, определяемые при изменении детальности; di, drz - статистические параметры заметности изменения детальности, определяемые при изменении яркости.Результаты экспериментальных исследований показывают, что между яркостью и четкостью изображения существует линейная корреляция, при этом парный коэффициент корреляции между коэффициентами чувствительности к этим характеристикам /]2 =-(0,65...0,75). Парные коэффициенты корреляции между коэффициентами чувствительности к яркости и геометрическим искажениям и детальности и геометрическим искажениям /■„ = 0,001...0,013;г,, = -(0,001...0,003).

Алгоритм проверки гипотезы о значимости линейной статистической связи включает определенные этапы: выдвигаются две гипотезы (И„: гг =0; //,:г12*0); принимается уровень значимости, а = 0,1 ; выбирается критическая граница

= |'1:|лА"~ 2) / v(l — /Л: ) ; рассчитываются границы, в которых должна лежать величина

у/кТ для того, чтобы выполнялась гипотеза Н„ {y/Kpe = /„/2(л-2) = 1,7 и

^ =-!//,,„ = -1,7) , где tal2(n-2) соответствуют /-распределению Стьюдента уровня

all .

Алгоритм проверки гипотезы об отсутствии или наличии нелинейной корреляционной связи:

рассчитывается величина корреляционного отношения р^ = а;п> .1а]. ,где 1 — —

аг =—Vп (тч — ту) - дисперсия по интервалам, на которые разоит диапазон значении

'"" njj J

при обработке результатов; й„=—Yyt " частное математическое ожидание в>м интервале, j = IL - номер интервала;/ = 1.п - количество экспериментальных результатов;

~h(у,-ту,)2 - общая дисперсия по всем экспериментальным резуль-

П j=\ Ы

татам:

- проверяется одна из двух гипотез Н„:р = 0 или Я, : р * 0 ; задается уровень значимости, а = 0,1;

- рассчитывается величина критической статистики ^ Гипотеза//,, верна

в том случае, еслиу^ -< упрхи, где у/арВ1 = [(I - 1)(и - I)] - табличная величина критерия Фишера.

Предельно допустимые значения характеристик, необходимые для выработки информационных данных и принятия управленческих решений по формированию обоснованных требований к элементам кинематографической системы в условиях эксплуатации. также определяются в результате психофизических квалиметрических экспертиз. Приведены результаты исследований, определена погрешность результатов.

Тест-объекты для оценки заметности изменении яркости, детальности, характеристик, определяющих пространственные искажения

изменения детальн>

й

II

Сюжет для оценки заметности изменения пространственных искажений

г к

МА

Рис.8. Тест- объекты и сюжеты, используемые при проведении психофизических квалиметрических экспертиз

Сюжет для оценки заметности изменения яркости

Влияние начальной яркости изображения и величины изменения яркости на коэффициент чувствительности к яркости

.......fr.........1........8

f 8 4 s-

Влияние величины ухудшения детальности изображения, величины масштаба изображения на коэффициент чувствительности к детальности

\

Рис.9. Результаты психофизических экспертиз по оценке коэффициентов чувствительности к яркости и детальности изображения

Рис.10. Результаты психофизических экспертиз по оценке коэффициента чувствительности к характеристикам, определяющим геометрическое подобие элементов изображения

В главе 4 рассматриваются методы и алгоритмы функциональных квалиметриче-ских экспертиз кинематографических систем, предназначенных для получения информации, необходимой для расчета интегрального критерия <?3 , учитывающего совокупное влияние функциональных характеристик на единый агрегированный критерий (рис 3 и 4).

Цели функциональных квалиметрических экспертиз: сравнительный квалиметри-ческий анализ, классификация, ранжирование, присвоение градации, сорта, сертификация киновидеотехники и услуг. Функциональные квалиметрические экспертизы основываются на мнениях, суждениях, предшествующем опыте экспертов.

Интегральный критерий Оз определяется значением модуля характеристической функции суммы вещественнозначных физически реализуемых функций случайных коэффициентов весомости отклонений обобщенных квалиметрических функциональных характеристик Aq, кинопоказа

, — "Z АЧ' Ач< *<а 'а .¡ + 1

Q з = cos к ¡A q ,)е <-' ;

д<7; - отклонение i-й обобщенной функциональной характеристики кинопоказа от

эталонного значения, определенного в нормированной относительной шкале; к: - среднее арифметическое значение коэффициента весомости отклонения обобщенной характеристики; <г_ = jj/¿(L, -А-,„,)2 - среднеквадратические отклонения коэффициентов весомости отклонений обобщенных характеристик;

| = -k, )(k,ti -км ,)/та,a- парный коэффициент корреляции между коэффици-

(.1

ентами весомости отклонений обобщенных характеристик; ш- количество частных характеристик, влияющих на i-io обобщенную характеристику.

Для оценки /-й обобщенной характеристики был использован расчетный критерий

q, = cos 2(£ kijAS0)e

7 = 1

Д<5= = - отклонения частных функциональных характеристик;

kirkt , - средние арифметические значения коэффициентов весомости отклонений частных функциональных характеристик; = ; <т,,м = "

среднеквадратические отклонения коэффициентов весомости отклонений частных характеристик; = ¿(it, -Jfc,jp)(itfj,i " парный коэффициент корреляции

между коэффициентами весомости отклонений частных функциональных характеристик; m - количество экспертов.

Если положения нормативно- технических документов на киновидеотехнику или услугу устанавливают соответствие между значениями квалиметрических характеристик и величинами функциональных параметров, целесообразен расчетный метод определения коэффициентов весомости технических параметров на основе требований нормативно-технических документов (рис. 11).

В основе метода оценки весовых коэффициентов обобщенных функциональных характеристик лежит оценка точности результатов неравноточных измерений. Коэффициент весомости обобщенной характеристики к, представляется средневзвешенным значением весовых коэффициентов частных характеристик к „ с соответствующими «весами» gt] этих коэффициентов к, = ^g„k,j , где т- количество частных характеристик. влияющих на ыо обобщенную характеристику. „ =J^_/y__L. Среднее

арифметическое значение коэффициента весомости обобщенной характеристики равно

= ]Г—■— • Дисперсия коэффициента весомости обобщенной квалимет-

О"'/ / С п

рической характеристики определяется дисперсиями коэффициентов весомости частных характеристик

Цк,1= DitM = tg2"£(K) = i> V2, , D[k; ] = /t-L = l/t 4- •

I ,=] cr'„ / „I cr ,, / ,=l <T „

Рис.11. Определение коэффициентов весомости функциональных параметров кинопоказа на основании

положений ОСТ 19-328

Сравнение коэффициентов весомости обобщенных квалиметрических характеристик, полученных с использованием данного метода и в результате экспертизы, показывает, что поле рассеяния коэффициента уменьшается в 4...8 раз.

Алгоритм оценки качества услуг по кинопоказу был апробирован для квали-метрической оценки услуг по кинопоказу в кинотеатрах сети Кронверк- Синема (г. С.Петербург) и включает этапы:

1.Формирование перечня выходных характеристик, определяющих качество услуг по кинопоказу (в данном расчете принят перечень, приведенный в ОСТ 19-238): оценка коэффициентов весомости частных и обобщенных характеристик с использованием метода парных сравнений; оценка согласованности мнений экспертов с помощью коэффициенту W -- >,в~.~п'Г1..."г., '"' ''"'• Gij ■ оценка j-ro объекта экспертизы i-м экспертом. п - число экспертов, ш - число объектов экспертизы: расчет статистических параметров экспертиз.

2.Оценка возможности обменных соотношений между параметрами на разных иерархических уровнях на основе расчета парных коэффициентов корреляции между весовыми коэффициентами. rli+l:r /

3.Построение оценочных шкал на основе метода последовательного преобразования оценочных и оценка фактических значений параметров в конкретном кинотеатре.

4.Расчет обобщенных характеристик •

5.Расчет интегрального критерия услуг по кинопоказу

<? = Q3U ki ■ &qt) ■ exp (- Efik &q, ■ &qM - ff, • <rM • ru+1>

Алгоритм оценки востребованности функциональных характеристик мультимедийных центров был апробирован в кинотеатрах сети «Кронверк Синема» в г. Санкт-Петербурге:

-сформирован перечень функциональных характеристик, востребованных зрителями:

-определены коэффициенты весомости функциональных характеристик методом парных сравнений;

-рассчитаны средние арифметические значения коэффициентов весомости частных функциональных характеристик. £ = ; среднеквадратические отклонения ко-

эффициентов весомости характеристик, a, -k„f паРные коэффициенты

корреляции между коэффициентами весомости функциональных характеристик.

л-

-построены оценочные шкалы характеристик, определены отклонения субъективных оценок функциональных характеристик от эталонных значений AS,;

I) _

- рассчитан интегральный критерий <3 = cos2(]T Дг>,Ад",+1сг,ст1+1/-,,+1).

/=i м

Результаты исследований приведены на рис. 12.

о« о

tkif'ö 'Mtpxypirö" 'Abjdfu- fiof,"

ческий" ниц" Каскад'

Рис.12. Результаты сравнительной оценки интереса зрителей к услугам, предоставляемым кинотеатрами сети «Кронверк Синема» в г.Санкт-Петербурге

Алгоритм функциональной экспертизы по оценке качества киновидеотехники, основанный на методе анализа иерархий, был апробирован при решении задачи выбора модели видеотехники, соответствующей сформулированным в ходе экспертизы требованиям. Алгоритм включает: формирование структуры критериев; оценку каждой альтернативы по каждому критерию; определение весов критериев; расчет функций полезности с использованием линейной свертки критериев. Разработанный алгоритм целесообразен для приближенного или предварительного квалимет-рического функционального анализа.

В заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы.

Материалы диссертации опубликованы: 1.В изданиях, рекомендованных ВАК для публикации результатов докторской дис сертации.

1.1. Нестерова Е.И. Методика оценки коэффициентов чувствительности к част ным параметрам, определяющим качество изображения// Вестник Тамбовского государ ственного технического университета. - 2006.-№>4.-С. 1290-1295.

1.2. Нестерова Е.И. Решение задач классификации аудиовизуальной техники с ис пользованием лингвистических шкал//Вестник Саратовского государственного техниче ского университета. - 2008.-№3(34).-Выпуск 1,- С.92-98.

1.3. Нестерова Е.И.Обменные соотношения между качественными характеристи ками в аудиовизуальных системах//Научно-технические ведомости СПбГПУ. - 2008. №2.-С.75-79.

1.4. Нестерова Е.И. Использование методов функциональной квалиметрии при оценивании результатов преобразований в кинематографических системах//Научно- технические ведомости СПбГПУ. - 2008.-№4.-с. 103-108.

1.5. Нестерова Е.И. Применение процессного подхода и информационных технологий для оценки результативности систем качества в кинематографических системах// Научно-технические ведомости СПбГПУ. - 2008.-№4.-с.163-167.

1.6. Нестерова Е.И.Обменные соотношения между качественными характеристиками средств воспроизведения изображения// Вестник Тамбовского гос. техн. университета. - 2009.-Т.15.-№1,- с. 56-61.

1.7. Нестерова Е.И. Принципы классификации средств воспроизведения изображения, используемых в приборах//Приборы и системы. Управление, контроль диагностика. - 2009. - №4.-с.20-23.

1.8. Нестерова Е.И., Щербакова Е.В. Решение задач классификации аудиовизуальной техники с использованием лингвистических шкал//Вестник Новосибирского государственного университета. Серия; Информационные технологии. - 2009-Т 7-№1 -с.37-42.

1.9. Нестерова Е.И., Щербакова Е.В. Приборное и программное обеспечение психофизических квалиметрических экспертиз//Вестник компьютерных и информационных технологий/ Научно-техническое издательство «Машиностроение».- 2010 - №12 -с.49-55.

1.10. Нестерова Е.И. Формирование структуры выходных квалиметрических характеристик кинематографической системы //Научно-технические ведомости СПбГПУ. Информатика.Телекоммуникации.Управление. - 2011.-1(115)/2011.-с.55-60.

1.11. Нестерова Е.И. Использование интегральных критериев при решении квалиметрических задач //Научно-технические ведомости СПбГПУ. Информатика. Телекоммуникации. Управление. - 2011.-1(115)/2011.-C.94-99.

1.12. Нестерова Е.И., Бабкин A.B. Модели и алгоритмы управления качеством сложной технической системы (на примере кинематографической системы) //Научно-технические ведомости СПбГПУ. Информатика.Телекоммуникации.Управление - 2011 -2/2011.-С. 133-140.

1.13. Nesterova E.I. Generalized Algorithm for Processing Expert Information Based on Qualimetric Evaluations (Using the Example of Cinematographic Systems)// Научно-техническая информация. Серия Информационные процессы и системы. -2011- No 3 -рр.23-29.

1.14. Nesterova E.I. Correlation between Subjective and Objective Methods for Obtaining Measurement Information in Cinematic 8уз1егш//Научно-техническая информация. Серия Информационные процессы и системы. -2011,- No.3.- pp. 149-153.

2. В монографиях.

2.1. Нестерова Е.И. Методология экспертной квалиметрии и сертификации систем качества в кинематографии. - СПб.: Политехника, 2005.- 248 с.

2.2. Нестерова Е.И. Квалиметрические технологии в системах качества предприятий и организаций кинематографии. - СПб.: Политехника,2007.-152 с.

2.3. Нестерова Е.И. Квалиметрия и техническое регулирование в кинематографии. - СПб.: Политехника, 2010.-183 с.

3. Авторские свидетельства.

3.1. Бабушкин С.Г., Нестерова Е.И. Объектив оптической системы//Авторское свидетельство, № 398500/10-143530. -1987.

4. Депонированные в организациях государственной системы научно-технической информации рукописи работ.

4.1. Бабушкин С.Г., Кулаков А.К., Нестерова Е.И. Оценка требуемой функции передачи модуляции кинопроекционного объектива// Деп. статья в ОНТИ НИКФИ.-ЮЗКТ Д-87 от 13.04.87.

4.2. Кулаков А.К., Нестерова Е.И. Методы оценки точности технологических психофизических экспериментов// Деп. статья в ОНТИ НИКФИ №142 КТ-93.

4.3. Нестерова Е.И. Экспериментально-расчетные методы оценки весовых коэффициентов параметров, определяющих качество услуг по киновидеообслуживанию зрителей//Деп. статья в ВИНИТИ.-№1626-В2006 от 28.12.06.

4.4. Нестерова Е.И. Методика оценки качества услуг по киновидеообслуживанию зрителей// Деп. статья в ВИНИТИ,- № 1627-В2006 от 28.12.06.

4.5. Нестерова Е.И.Значение методов экспертной квалиметрии для тестирования изображения// Деп. статья в ВИНИТИ,- №270-В2007 от 20.03.2007.

4.6. Нестерова Е.И. Использование метода анализа иерархий при квалиметриче-ском анализе киновидеотехники//Деп.статья в ВИНИТИ.-№1119-В2007 от 3.12.2007.

4.7. Нестерова Е.И. Оценка результативности систем качества предприятий и организаций кинематографии//Деп.статья в ВИНИТИ.-№514-В2008 от 17.06.2008.

4.8. Нестерова Е.И. Методология экспертной квалиметрии и системный подход к решению квалиметрических проблем в кинематографии//Деп. статья в ВИНИТИ.-№933-В2008 от 09.12.2008.

5. В материалах Международных конференций.

5.1. Коломенский H.H., Нестерова Е.И. Лингвистическая модель экспертной квалиметрии образовательных систем// Международная конференция «Квалиметрия и общество»: тез.докл./ Москва, 1998.

5.2. Коломенский H.H., Алексеев И.А., Нестерова Е.И. Метрологические аспекты экспертной оценки качества кинопоказа//111 Международный форум «Кино в России»: тезисы докл./С.-Пб.: СПбГУКиТ, 2002.

5.3. Нестерова Е.И. Методика количественной оценки качества подготовки специалиста// ХУ Международная конференция «Современное образование: содержание, технологии, качество»: тез.докл./СПб:Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им.В.И.Ульянова (Ленина),2009.-С. 26-28.

5.4. Нестерова Е.И. Структурирование международного образовательного сотрудничества технологической кафедры университета кино и телевидения// Материалы Международного форума «Современное образование: содержание, технологии, качество»//ХУ1 Международная научно-методическая конференция «Современные технологии обучения»: тезисы докл./СПб.: Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им.В.И.Ульянова (Ленина), 2010.-Т. 1.-С.258-259.

6. В материалах Всероссийских конференций.

6.1. Коломенский H.H., Семякин Ф.В., Нестерова Е.И. Субъективная интегральная оценка качества звука в электроакустических системах//1 Всероссийская конференция «Перспективы развития радиоприемной, электроакустической, студийной и звукоусилительной техники»: тез. докл./ СПб.: НИИРПА.1993.-С.60-61.

6.2. Коломенский H.H., Кулаков А.К., Нестерова Е.И. Современные концепции экспертной квалиметрии кинотелевизионных систем// Всероссийская конференция «Информационные технологии в науке, проектировании, производстве»: тез.докл./ Н.Новгород: Верхневолжское от-пие академии технологических паук, 2000.

6.3. Нестерова Е.И. Программное обеспечение субъективных квалиметрических экспертиз// XV Всероссийская НТК Межрегионального Верхневолжского отделения Академии технологических наук Российской Федерации «Информационные технологии в науке, проектировании и производстве»: тез.докл./ Н.Новгород,2005,- С.9.

6.4. Нестерова Е.И. Количественные оценки преобразований в системах качества // XVI Всероссийская НТК «Информационные технологии в науке, проектировании и производстве»: тез.докл./ Н.Новгород: Нижегородский научный и информационно-методический центр «Диалог» , 2005.- С.36.

6.5. Нестерова Е.И. Практические аспекты применения интегральных квали-метрических моделей //V Всероссийская НТК «Современные промышленные технологии»: тез. докл./Н.Новгород: Нижегородский научный и информационно-методический центр «Диалог»,2006.- С. 19.

6.6. Нестерова Е.И. Экспертная квалиметрия: коэффициенты весомости обобщенных характеристик//ХУ111 Всероссийская НТК «Информационные технологии» в науке, проектировании и производстве»: тез.докл./ Н.Новгород: Нижегородский научный и информационно-методический центр «Диалог»,2006,- С.23.

6.7. Нестерова Е.И. Методика определения весовых коэффициентов частных квалиметрических параметров на основании требований нормативно-технических документов (НТД)// XIX Всероссийская НТК «Информационные технологии» в науке, проектировании и производстве»: тез.докл./Н.Новгород: Нижегородский научный и информационно-методический центр «Диалог»,2006.-С. 22-23.

6.8. Нестерова Е.И. Решение вопросов количественной оценки качества образовательного процесса// Всероссийская межвузовская конференция «Наука и образование в развитии промышленной и экономической сфер регионов России»: тезисы докл. /Муром: Муромский институт Владимирского госуд. университета,2010.-с.316-317.

7. В других изданиях.

7.1. Бабушкин С.Г., Кулаков А.К., Нестерова Е.И. Установка для осветительно-проекционных систем// Информационный листок № 168-86/ ЦНТИ . - 1986.

7.2. Бабушкин С.Г., Кулаков А.К., Нестерова Е.И. Юстировочное устройство// Инф.листок № 1093-87/ ЛЦНТИ . -1987.

7.3. Бабушкин С.Г., Кулаков А.К., Нестерова Е.И. Проекционное устройство// Инф.листок №1080-87/ЛЦНТИ. - 1987.

7.4. Кулаков А.К., Нестерова Е.И. Методика оценки точности психофизических экспериментов// Проблемы развития техники и технологии кинематографа-Сб.научн.тр./СПб.: СПИКиТ, 1992,- Вып.4,- С. 13-15.

7.5. Коломенский H.H., Кулаков А.К., Нестерова Е.И. Оценка влияния технологической точности конструктивных элементов на выходные показатели качества узлов киноаппаратуры// Проблемы развития техники и технологии кинематографа: сб.научнтр/ СПб.:СПИКиТ, 1997.-Вып.7.-С.34-35.

7.6. Коломенский H.H., Кулаков А.К., Нестерова Е.И. Расчет интегрального качества аудиовизуальных систем с использованием интегродифференциального критерия// Проблемы развития техники и технологии кинематографа: Сб.научнтр/ СПб. :СПИКиТ, 1997.-Вып.7.-С.33-34.

7.7. Кулаков А.К., Нестерова Е.И., Филиппов В.В. О сертификации изделий кино-видеотехники//Проблемы развития техники и технологии кинематографа: сб.научн.тр./СПб.: СПИКиТ. 1998,- Вып.8,- С. 54-59.

7.8. Коломенский H.H., Кулаков А.К., Нестерова Е.И. Современные концепции экспертной квалиметрии кинотелевизионных систем//Научно-техническая конференция к 80-летию СПИКиТ: тез. докл./ СПб.: СПИКиТ. 1998,- С. 11-12.

7.9. Коломенский H.H., Кулаков А.К., Нестерова Е.И.Современные методы экспертной квалиметрии кинотелевизионных систем//Юбилейная конференция к 50- летию телевизионного вешания: тез.докл/ СПб.: ВНИИТР, 1998.

7.10. Нестерова Е.И., Усачева E.B. О некоторых закономерностях субъективной оценки изображения и звука// Проблемы развития техники, технологии и экономики кино и телевидения: сб. научн. тр./ СПб.: СПбГУКиТ, 1999,- Вып.П.-С.55-58.

7.11. Коломенский H.H., Кулаков А.К., Нестерова Е.И. Научно-практические основы сертификации кинотеатров// НТК «Кинотеатры XXI века»: тез.докл./ СПб.: СПбГКиТ,2000.

7.12. Коломенский H.H., Кулаков А.К., Нестерова Е.И. Методы технологической квалиметрии кинотеатрального изображения и звука// НТК «Кинотеатры XXI века»: тез.докл./СПб.: СПбГУКиТ,2000.

7.13. Коломенский H.H., Нестерова Е.И. Психофизические закономерности восприятия оптического изображения кинотелевизионных систем// Материалы заседания Оптического общества им. Рождественского. Секция «Колориметрии и восприятия, физиологии зрения»: тез. докл./СПб.- 2000.

7.14. Коломенский H.H., Нестерова Е.И.Экспсртная оценка качества оптического изображения кинотелевизионных систем// Тезисы доклада на заседании Оптического общества им. Рождественского. Секция «Колориметрии и восприятия, физиологии зрения»: тез.докл./СПб.-2001.

7.15. Коломенский H.H., Кулаков А.К., Нестерова Е.И. Об оценке точности изделий киновидеотехники// Проблемы развития техники, технологии и экономики кино и телевидения: Сб. научн. тр./СПб.: СПбГУКиТ,2001.- Вып. 12.-С.65-69.

7.16. Коломенский H.H., Кулаков А.К., Нестерова Е.И. Новый метод интеллектуальных квалиметрических экспертиз в кино и телевидении// Проблемы развития техники, технологии и экономики кино и телевидения: сб. научн. тр./СПб.: СПбГУКиТ,2001,-Вып. 12,- С.58-62.

7.17. Коломенский H.H., Кулаков А.К., Нестерова Е.И. Квазигармонические модели в задачах экспертной квалиметрии// Проблемы развития техники, технологии и экономики кино и телевидения: сб. научн. тр./ СПб.: СПбГУКиТ,2001,- Вып. 12.- С.62-65.

7.18. Коломенский H.H., Нестерова Е.И., Алексеев И.А. Методы и модели экспертной квалиметрии изображения и звука аудио- и видеосистем// Кинофототехника. Научно- технические достижения и передовой опыт: информационный сборник/ М.: НИКФИ,2002.-Вып.1-2,- С.16-19.

7.19. Коломенский H.H., Кулаков А.К., Нестерова Е.И. Корреляция между квали-метрическими параметрами цифрового изображения// Проблемы развития техники и технологии кино и телевидения: сб. научн. тр./ СПб.: СПбГУКиТ, 2003,- Вып.16.-СЛ0-16.

7.20. Нестерова Е.И. Критерии выбора экспертов// Проблемы развития техники и технологии кино и телевидения: сб. научн. тр./ СПб.: СПбГУКиТ, 2003.- Вып.16.-С.16-21.

7.21. Нестерова Е.И. Сертификация в кинематографии. Состояние. Перспективы// Техника и технология,- 2004.- №3.- С. 16-17.

7.22. Коломенский H.H., Кулаков А.К., Нестерова Е.И. Дисперсия субъективных оценок при квалиметрических экспертизах// Проблемы развития техники и технологии кино и телевидения: сб. научн. тр./ СПб.: СПбГУКиТ, 2004,- Вып.17.-С.26-32.

7.23. Нестерова Е.И. Требования к математическим моделям, описывающим системы менеджмента качества предприятий и организаций кинематографии// Проблемы развития техники и технологии кино и телевидения: сб. научн. тр./ СПб.: СПбГУКиТ, 2004,-Вып. 17.-С. 16-21.

7.24. Нестерова Е.И. Математическая модель квалиметрической оценки в виде характеристической функции случайной переменной// Проблемы развития техники и технологии кино и телевидения: сб. научн. тр./ СПб.: СПбГУКиТ, 2004,- Вып.17.-С.21-26.

7.25. Нестерова Е.И. Использование математических методов при формировании и функционировании систем менеджмента качества в кинематографии// Техника и технология,- 2004,- №5.-С.31-32.

7.26. Нестерова Е.И. Об универсальном подходе к формированию систем менеджмента качества в кинематографии// Техника и технология.-2005,- №2.- С. 16-18.

7.27. Нестерова Е.И. Вид квалиметрической модели в зависимости от характера случайной переменной // Проблемы развития кинематографа и телевидения: сб научн тр./ СПб.: СПбГУКиТ, 2006.- Вып.19.-С.66-69.

7.28. Нестерова Е.И. Расчет интегродифференциального показателя качества услуг по киновидеообслуживанию с помощью электронных таблиц// Проблемы развития кинематографа и телевидения: сб. научн. тр./ СПб.: СПбГУКиТ, 2006,- Вып. 19.-С.74-79.

7.29. Нестерова Е.И. Психофизические квалиметрические экспертизы: обобщенный алгоритм экспериментальной оценки коэффициентов чувствительности к частным ха-рактеристикам//Проблемы развития кинематографа и телевидения: сб.научн. тр / СПб • СПбГУКиТ, 2007,- Вып.20.-с.59-67.

7.30. Нестерова Е.И. Интеллектуальные квалиметрические экспертизы: методика определения коэффициентов весомости технических параметров на основании требований нормативно- технических документов// Проблемы развития кинематографа и телевидения: сб.научн. тр./СПб.: СПбГУКиТ, 2007,- Вып.20.-с.54-59.

7.31. Нестерова Е.И. Проблемы, возникающие при оценке весовых коэффициентов обобщенных характеристик в квалиметрических экспертизах// Проблемы развития кинематографа и телевидения: сб.научн. тр./ СПб.: СПбГУКиТ, 2007,- Вып.20.-с.67-71.

7.32. Нестерова Е.И. Роль субъективных оценок при тестировании различных видов изображений//Научно- технический журнал «625».-2007.-№3.-С.97-101.

7.33. Нестерова Е.И. Экспертно-аналитический метод оценки результативности СМК предприятий и организаций кинематографии//Методы менеджмента качества-2008.-№7.-с.8-12.

7.34. Нестерова Е.И. Использование информационных технологий для решения задач технического регулирования в кинематографии// Материалы научных и творческих конференций институтов и факультетов СПбГУКиТ: тезисы докл. - С.Петербург,2010 -с.171-172.

Введение

1. Методы и алгоритмы управления кинематографическими системами

1.1. Социальный характер кинематографических систем. Необходимость управления в кинематографических системах

1.2. Организационная структура кинематографической системы кинематографии

1.3. Обобщенная иерархическая структура квалиметрических характеристик, определяющих качество кинопоказа

1.4. Задачи управления кинематографической системой

1.5. Принцип управления в кинематографических системах

1.6. Математические модели выработки управляющих решений в кинематографических системах

Выводы

2. Методы и алгоритмы экспертной квалиметрии продукции кинематографических систем

2.1. Критерии оценки качества продукции социальной кинематографической системы

2.2. Методы оценки качества продукции социальной кинематографической системы

2.3. Алгоритмы оценки критериев качества социальной кинематографической системы

Выводы

3. Методы и алгоритмы психофизических квалиметрических экспертиз кинематографических систем

3.1. Психофизические квалиметрические экспертизы качества изображения

3.2. Методы психофизических квалиметрических экспертиз в кинематографических системах

3.3. Алгоритмы оценки психофизических критериев качества изображения

3.4. Метод оценки психофизических критериев качества средств воспроизведения изображения по совокупности их характеристик

3.5. Анализ экспериментальных результатов психофизических квалиметрических экспертиз

Выводы

4. Методы и алгоритмы проведения функциональных квалиметрических экспертиз в кинематографических системах

4.1. Критерий оценки функциональных характеристик в кинематографических системах

4.2. Методы функциональных квалиметрических экспертиз в кинематографических системах

4.3. Метод оценки обобщенных функциональных характеристик

4.4. Алгоритмы функциональных экспертиз по оценке качества услуг в кинематографических системах

Выводы

Кинематография - один из важнейших элементов социально-культурной сферы. Социальный характер кинематографических систем определяется как самой целью их существования, так и однозначным влиянием требований зрителя на выходные квалиметрические характеристики и функциональные параметры, обеспечиваемые системами.

Актуальность темы работы связана с необходимостью разработки системы управления, включающей механизмы и методы управления такой социальной сферой, как кинематография, для решения текущих и перспективных задач социально-экономического развития этой сферы на основе рационального использования «материальных, трудовых, финансовых и информационных ресурсов»[1].

Социальная кинематографическая система - совокупность организаций, учреждений и предприятий (элементов системы) различных форм собственности, а также отношений между этими элементами, предназначенная для выполнения одной конечной цели - предоставления зрителю качественного и комфортного киновидеопоказа.

С точки зрения совокупности используемых методов и критериев управления кинематографические системы необходимо рассматривать в виде двух самостоятельных взаимосвязанных подсистем, управляющей и управляемой:

- в управляющую подсистему входят элементы, обеспечивающие процесс управления;

- в управляемую подсистему входят предприятия и организации, обеспечивающие создание материальных объектов, оказание услуг по кинопоказу, услуг, оказываемых мультмедийными (досуговыми) комплексами, сопутствующих кинопоказу, по подготовке специалистов и повышению их квалификации.

Связь между управляющей и управляемой системами осуществляется с помощью информации, которая служит основой для выработки управленческих решений.

Актуальность данной работы обусловлена следующими факторами:

- приход в кинематограф цифровых технологий способствовал повышению социальной значимости кинематографических систем, повысились требования зрителя, появились новые требования к кинопоказу, в связи с этим основным аспектом управления кинематографическими системами является использование возможностей обеспечения гарантированного высокого качества киновидеообслуживания, предоставляемого современными технологиями кинематографа;

- реализация требований зрителя возможна только при условии выполнения принципа управляемости кинематографических систем, т.е. реализуемости принимаемым управляющим органом кинематографической системы решений по организации качественного кинопоказа, которые принимаются на основе анализа информации, поступающей в управляющую подсистему; только системное решение квалиметрических задач, анализ квалиметрических характеристик в кинематографических системах на основе теоретических положений экспертной квалиметрии позволяет охватить квалиметрические характеристики отдельных элементов и выходные квалиметрические характеристики системы в целом и априори гарантирует обоснованность принятия в кинематографической системе управленческих решений.

Проблеме формирования управляющей подсистемы кинематографии -организационной структуре управления - посвящен ряд фундаментальных работ [1-3], в которых рассматриваются концептуальные проблемы, механизмы управления и регулирования отраслью, как одним из элементов социально-культурной сферы: роль и значение киноотрасли в системе народнохозяйственных связей, результативность современных рыночных инструментов в процессе рационализации управления отраслью, перспективные управляющие воздействия, направленные на повышение эффективности функционирования отдельных структурных составляющих отрасли, среднесрочный прогноз развития отрасли в целом и ее отдельных структурных составляющих. Однако в этих работах не рассматриваются вопросы, связанные с методами получения информации от управляемой подсистемы, необходимой для выработки управляющих решений, связанных с обеспечением квалиметрических проблем в отрасли.

При разработке методов, критериев и алгоритмов управления управляемой подсистемой кинематографии необходимо учитывать следующие особенности:

- кинематографические системы в настоящее время характеризуются кардинальным изменением их функциональных возможностей, что несомненно способствует повышению их социальной значимости. Эти изменения основаны на инновационных технологиях эксплуатации и сервисного обслуживания киновидеотехники, на формировании новой элементной структуры процессов кинематографа в результате появления цифровых носителей информации и разработки новых принципов построения киновидеотехники (в настоящее время - мультимедийной техники). Новые функциональные возможности не только повышают требования зрителя, но также способствуют появлению совершенно новых требований к киновидеотехнике, связанных с качеством изображения и звука, а также с функциональными характеристикам как киновидеотехники, так и услуг по кинопоказу;

- компоненты управляемой подсистемы - предприятия и организации кинематографии - также являются сложными системами, представляющими собой совокупность взаимосвязанных элементов: производственных и внепроизводственных процессов, составляющих деятельность организации; взаимосвязанных звеньев организационной структуры; элементов инфраструктуры, т.е., с точки зрения разработки методов и алгоритмов управления в организационных структурах предприятий и организаций целесообразно выделять подсистемы более низкого уровня: исследовательские, маркетинговые, проектирования, производственные, эксплуатационные, метрологические, квалиметрические и др.

В связи с этим, основным аспектом управления управляемой подсистемой социальной кинематографической системы, очевидно, является использование возможностей обеспечения нового уровня качества киновидеообслуживания, предоставляемого технологиями цифрового кинематографа. Решение этой проблемы может быть основано только на системном подходе к оценке качества киновидеотехники, качества услуг, к оценке состояния производственных и внепроизводственных процессов и предполагает использование методов технического регулирования, реализуемых в рамках закона «О техническом регулировании», поэтому проблемы стандартизации, метрологии, сертификации с точки зрения современных нормативно- технических, методических, как отечественных, так и международных подходов, не могут быть решены без счет разработки и внедрения таких организационных структур, как системы менеджмента качества на кинематографических предприятиях и в организациях отрасли.

Требования к киновидеотехнике по отдельным квалиметрическим характеристикам и к услугам по кинопоказу по выходным квалиметрическим характеристикам формируются в результате стандартизации параметров кинематографических систем. Оценка степени достижения требуемых результатов преобразований обусловлена возможностью получения достоверных результатов измерений и контроля, т.е. метрологическим аспектом технического регулирования. Методики сертификации продукции, услуг, систем качества должны позволять получать документальное подтверждение соответствия фактических значений характеристик установленным требованиям.

Поэтому управление компонентами управляемой подсистемы социальной кинематографической системы предполагает анализ и оценку ее выходных квалиметрических характеристик.

Решенная в диссертации научная проблема заключается в разработке теоретических основ методов и алгоритмов анализа квалиметрических характеристик, необходимых для формирования научно обоснованных управленческих решений по обеспечению гарантированного качества киновидеообслуживания в социальной кинематографической системе.

Проблемы экспертной оценки таких значимых квалиметрических характеристик, как качество изображения и звука для отдельных элементов и процессов, так и на выходе фотовидеокинематографических систем различного назначения, освещены в работах Антипина М.В., Комара В.Г., Гребенникова О.Ф., Ишуткина Ю.М., Редько A.B., Тихомировой Г.В., Раковского В.В, Полосина JI.J1., Винокура А.И., Коломенского H.H. [4-13] и других авторов.

Результаты исследований, приведенные в этих работах, устанавливают взаимосвязи только между частными техническими и информационными параметрами и субъективным (мономодальным) [14] восприятием кинопоказа, полученные в них сенсорные зависимости учтены на уровне требований к киновидеотехнике по выходным квалиметрическим характеристикам, предложенные интегральные (мультимодальные) экспертные квалиметрические модели не позволяют учесть особенности интегрального оценивания квалиметрических характеристик.

Анализ результатов квалиметрических экспертиз в социальных кинематографических системах показывает отсутствие методов и критериев, позволяющих учитывать влияние выходных квалиметрических характеристик и параметров киновидеотехники и услуг на субъективную интегральную оценку. В основном, используются интегральные показатели, основанные на сопоставлении полезного суммарного эффекта от эксплуатации или потребления и суммарных затрат на создание, эксплуатацию и потребление. Такие показатели трудно применимы к решению квалиметрических задач в кинематографии [15].

В то же время управление социальной кинематографической системой предполагает системное решение квалиметрических задач на основе теоретико-экспертной квалиметрии. В связи с вышесказанным, задача разработки методов и алгоритмов анализа и экспертного оценивания квалиметрических характеристик является актуальной с точки зрения получения информации, на основе которой в социальной кинематографической системе принимаются управляющие решения и выполняются требования зрителя в отношении качественного кинопоказа.

Целью диссертационной работы является разработка теоретических основ методов и алгоритмов анализа квалиметрических характеристик подсистем кинематографии и социальных кинематографических систем в целом, позволяющих получать информацию о квалиметрических характеристиках, на основе которой принимаются обоснованные управленческие решения в кинематографической системе, анализ результатов и внедрение разработанных экспертных квалиметрических методов и моделей в практическую деятельность.

Вклад в теорию. Критерии, методы и алгоритмы, предложенные в работе, составляют вклад в теории управления кинематографическими системами и экспертной квалиметрии в части интегрального оценивания психофизических и функциональных характеристик и обоснования требований к элементам и кинематографической системе в целом.

Научная значимость работы:

- разработаны теоретические основы методов и алгоритмов управления отдельными подсистемами и кинематографической системой в целом, основанные на агрегированных квалиметрических характеристиках как критериях оценки качества функционирования элементов и уровней кинематографической системы, по которым осуществляется управление ее функционированием;

- разработаны методы и алгоритмы экспертной квалиметрии для системного решения квалиметрических задач в кинематографии, предполагающие использование интегрального критерия, сформулированного на основе модуля (квадрата модуля) характеристической функции суммы вещественнозначных физически реализуемых функций случайных весовых коэффициентов частных, обобщенных характеристик или интегральных показателей;

- разработаны методы и алгоритмы психофизической экспертной квалиметрии изображения, основанные на моделировании изображений и экспертном оценивании результатов промежуточных и итоговых преобразований характеристик в кинематографических системах;

- разработаны методы и алгоритмы функциональной экспертной квалиметрии для квалиметрического анализа технических средств, используемых кинематографической системой, и услуг по киновидеообслуживанию, предоставляемых системой зрителю.

Значимость научных результатов диссертационной работы для практики заключается: разработаны практические методики проведения субъективных психофизических экспертиз по оценке качества изображения с использованием соответствующего информационного, программного и приборного обеспечения;

- предложены практические рекомендации по проведению функциональных квалиметрических экспертиз, позволяющие проводить сравнительный анализ мультимедийных средств, услуг, их классификацию, ранжирование, сертификационные испытания;

- на основе метода субъективной психофизической экспертизы по оценке совокупности характеристик средств воспроизведения изображения разработана методика классификации средств воспроизведения изображения по уровню качества;

- предложена методика оценки качества услуг по киновидеообслуживанию зрителей, основанная на функциональных квалиметрических экспертизах по определению весовых коэффициентов характеристик услуг и установлению обменных соотношений между характеристиками на различных уровнях иерархии кинематографической системы, которая позволяет не только оценивать качество функционирования подсистемы кинопоказа, но и проводить сертификацию услуг по кинопоказу.

Практические применения нашли следующие результаты работы:

1 .Практические рекомендации по организации квалиметрических экспертиз нашли применение при проведении сертификационных процедур в кинотеатрах сети ООО «Кронверк Синема».

2.Методики экспериментального определения коэффициентов чувствительности к обобщенным и частным характеристикам киноизображения используются при оценке качества кинопоказа в Госфильмофонде России.

3.Предложенные алгоритмы проведения функциональных квалиметрических экспертиз используются при формировании функциональноэлементной структуры проблемной лаборатории «Научные основы аудиовизуальных интерактивных технологий обучения» в РГПУ им. А.И.Герцена.

Положения, выносимые на защиту:

1 .Разработаны методы управления иерархической кинематографической системой, обеспечивающие гарантированно высокий уровень квалиметрических характеристик кинематографической системы на основе принципа Штакельберга с учетом допустимых диапазонов изменения квалиметрических характеристик различных уровней иерархии.

2.Сформулирована совокупность критериев интегральной экспертной оценки показателей качества функционирования социальных кинематографических систем: критерий оценки суммарного эффекта кинопоказа, построенный на основе характеристической функции линейной комбинации отклонений интегральных квалиметрических показателей от эталонного уровня; критерии интегральных оценок качества продукции социальной кинематографической системы, построенные на основе характеристической функции линейной комбинации отклонений обобщенных квалиметрических характеристик; критерии обобщенных квалиметрических характеристик качества продукции кинематографической системы, построенные на основе характеристической функции линейной комбинации отклонений частных квалиметрических характеристик.

3. В результате декомпозиции общих подходов экспертной квалиметрии и управления кинематографичекими системами разработаны методы экспертного оценивания характеристик, основанные на психофизических и функциональных процедурах: построение субъективных оценочных шкал на основе последовательного преобразования шкал; оценка коэффициентов чувствительности к частным квалиметрическим характеристикам, основанная на моделировании оцениваемой характеристики и заметности возникающих изменений; компьютерные методы оценки возможности компенсации одной частной характеристики другой; оценка коэффициентов чувствительности к обобщенным квалиметрическим характеристикам; оценка средств воспроизведения изображения по совокупности их характеристик; квалиметрическая оценка, основанная на методе парных сравнений, позволяющем учитывать коэффициенты весомости функциональных характеристик.

4. Предложен алгоритм формирования обобщенной структуры выходных квалиметрических характеристик кинематографической системы, реализующий разработанный метод управления кинематографическими системами. Разработаны процедуры оценки критериев качества социальной кинематографической системы: субъективной квалиметрической экспертизы киновидеотехники и услуг по кинопоказу; определения критериев выбора экспертов, участвующих в квалиметрических экспертизах; оценки дисперсии субъективных оценок и весового коэффициента квалиметрической характеристики при квалиметрических экспертизах. Разработаны алгоритмы оценки квалиметрических характеристик при психофизических и функциональных экспертизах: оценка коэффициентов чувствительности к яркости, детальности и характеристикам пространственности изображения, оценка возможности обменных соотношений между частными и обобщенными характеристиками изображения, проверка гипотез о значимости линейной связи и ничтожности нелинейной зависимости между характеристиками, оценка качества услуг по кинопоказу, оценка востребованности функциональных характеристик мультимедийных центров, функциональная экспертиза по оценке качества киновидеотехники, основанная на методе анализа иерархий.

Основные результаты работы заключаются:

- в обосновании принципа управления кинематографическими системами по концепции Штакельберга, основанного на необходимости получения информации о критериях, по которым осуществляется управление подсистемами и в целом кинематографической системой. В соответствии в этими критериями проводится структурная организация многоуровневой иерархической кинематографической системы;

- в разработке теоретических положений агрегирования и анализа квалиметрических характеристик для формирования критериев, по которым обеспечивается управление функционированием как отдельных элементов кинематографической системы, так и системы в целом, и осуществляется реализация принципа управляемости кинематографическими системами;

- в разработке алгоритмов оценки единой агрегированной характеристики, интегральных критериев, обобщенных характеристик, которые выдают информацию для принятия управленческих решений, в основе которых лежит обоснованное и доказанное положение о соответствии распределения случайных весовых коэффициентов субъективных оценок частных, обобщенных характеристик и интегральных показателей нормальному закону;

- в разработке методов и алгоритмов психофизической экспертной квалиметрической оценки изображений, учитывающих особенности субъективного восприятия изображения, позволяющих проводить сравнительный анализ, классификацию изображений;

-в разработке методов и алгоритмов функциональной экспертной квалиметрической оценки характеристик киновидеотехники и услуг по кинопоказу, предоставляющих возможность проводить сравнительный квалиметрический анализ техники и услуг по совокупности характеристик, их ранжирование, сертификационные испытания.

В первой главе приводятся результаты анализа и предлагаются пути решения проблемы управления управляемыми подсистемами кинематографических систем. Поскольку решение проблемы предполагает ее декомпозицию на проблемы более низкого уровня, ее детальная проработка представлена в следующих главах.

Во второй главе работы сформулированы общие положения, методы и алгоритмы, составляющие методологию экспертной квалиметрии в кинематографии.

В третьей главе разработан системный перечень критериев, методов и алгоритмов для решения квалиметрических задач анализа квалиметрических характеристик, основанных на психофизических экспертизах, предоставляющий возможность интегральной квалиметрической оценки качества изображения, обеспечиваемого в отдельных элементах и на выходе кинематографической системы.

В четвертой главе сформулированы и разработаны критерии, методы и алгоритмы проведения функциональных квалиметрических экспертиз в кинематографических системах, основанные на решении задач квалиметрического анализа, предоставляющие возможности экспертной оценки частных, обобщенных и интегральных выходных качественных характеристик киновидеотехники и услуг по кинопоказу.

Публикация материалов работы. По материалам диссертации опубликовано 72 работы: 14 статей в ведущих рецензируемых научных журналах, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертации на соискание ученой степени доктора наук (в соответствии со списком, рекомендованным ВАК России), 3 монографии, 1 авторское свидетельство, 16 работ в центральных и отраслевых научно-технических издательствах, 20 тезисов докладов конференций.

Апробация результатов работы. Материалы диссертации докладывались на научно-технических конференциях: Международной конференции «Квалиметрия и общество», Москва, 1998 г.; конференции «Информационные технологии в науке, проектировании, производстве» Верхневолжского отделения академии технологических наук, Н.Новгород, 2000, 2005, 2006 г.г.; конференции СПбГУКиТ «Кинотеатры XXI века», 2000 г.; 3 Международном форуме «Кино в России», 2002 г.; конференциях гильдии кинотехников Союза кинематографистов в Доме творчества кинематографистов «Репино» в 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009 г.г.; XV и XVI Международных конференциях «Современное образование: содержание, технологии, качество», СПб., Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет им. В.И.Ульянова (Ленина) в 2009,2010,2011 г.г.; Всероссийской межвузовской конференции «Наука и образование в развитии промышленной и экономической сфер регионов России», г. Муром, Муромский институт Владимирского государственного университета, 2009 г.; конференции «Оптика и образование -2010», проходившей в рамках Международного оптического конгресса «ОПТИКА-ХХ1 век», г.С.-Петербург, СПбГУ ИТМО в 2010 г.

Выводы

1. Цель функциональных (интеллектуальных, логических) квалиметрических экспертиз кинематографических систем - получение информации, необходимой для расчета интегрального критерия, учитывающего совокупное влияние функциональных характеристик на единый агрегированный критерий. На основе результатов функциональных экспертиз могут формироваться требования к отдельным элементам по функциональным характеристикам, проводиться сравнительный квалиметрический анализ киновидеотехники, различных видов услуг по совокупности выходных характеристик, их классификация, ранжирование, сертификация.

2. В основе функциональных экспертиз лежат мнения, суждения, предшествующий опыт экспертов. Для решения этого круга задач использован интегральный квалиметрический показатель, определяемый значением модуля характеристической функции суммы вещественнозначных физически реализуемых функций случайных коэффициентов весомости отклонений обобщенных квалиметрических функциональных характеристик кинопоказа.

3. В основе предложенного метода определения коэффициентов весомости частных функциональных характеристик лежит согласование функциональной модели услуги с положениями нормативно- технической документации.

4. Метод оценки обобщенных функциональных квалиметрических характеристик предполагает расчет коэффициентов весомости обобщенных функциональных характеристик как средневзвешенных значений коэффициентов весомости частных характеристик.

5. Разработаны и апробированы алгоритмы оценки элементов кинематографических систем: алгоритм оценки качества услуг по кинопоказу при проведении сертификации кинотеатра;

- алгоритм оценки востребованности функциональных характеристик мультимедийных центров; алгоритм функциональной экспертизы по оценке качества киновидеотехники, основанный на методе анализа иерархий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1.Для решения проблемы управления социальными кинематографическими системами целесообразно в этих системах выделять управляемую и управляющую подсистемы. В работе предложены методы и алгоритмы решения проблемы управления управляемыми подсистемами кинематографических систем. Разработанные методы обеспечивают взаимосвязь между управляющей и управляемой подсистемами: управляемая подсистема формирует информационные данные, которые являются основой для выработки управленческих решений, принимаемых управляющей подсистемой.

Основным аспектом управления управляемой подсистемой социальных кинематографических систем является гарантированное обеспечение квалиметрических характеристик элементов, процессов и системы в целом. Показан социальный характер кинематографических систем, сформулированы особенности этих систем, влияющие на выбор принципов их управления, основанных на оценивании выходных квалиметрических характеристик отдельных элементов и кинематографической системы в целом. Разработана иерархическая структура выходных квалиметрических характеристик кинематографической системы, на основе которой может быть проведена оценка функционирования кинематографической системы. Сформулирована структура задач управления кинематографической системой. Предложен принцип управления в кинематографических системах, как в многоуровневых иерархических системах, обеспечиваемый с помощью обратной связи. Показано, что в основе математических моделей выработки управляющих решений в кинематографических системах лежат модели, основанные на нормальном законе распределения таких случайных величин, которыми являются весовые коэффициенты и субъективные оценки.

2.Показано, что оценивание качества киновидеотехники, качества изображения и звука, качества услуг по киновидеообслуживанию зрителей основано на методах экспертной квалиметрии, которые позволяют формировать перечни характеристик объектов, определяющих их качество, определять весовые коэффициенты квалиметрических характеристик, определять возможность обменных соотношений между характеристиками, а также, используя соответствующий критерий, определять комплексный или интегральный уровень качества изделий и услуг. Проведен анализ интегральных квалиметрических критериев, используемых для оценки результатов психофизических и функциональных экспертиз, показано практическое отсутствие таких критериев, которые применимы для решения квалиметрических задач в кинематографии, в основном, в качестве таких критериев используются средневзвешенные критерии или критерии, в основе которых лежит полиномиальная аппроксимация.

Для оценки социального эффекта кинематографической системы предложен интегральный квалиметрический критерий, в основе которого лежит значение модуля характеристической функции суммы любых вещественно значных физически реализуемых случайных - функций весовых коэффициентов отклонений интегральных квалиметрических показателей, обобщенных и частных квалиметрических характеристик кинематографической системы, непосредственно определяющих в соответствии с иерархическим упорядочением эффективность социальной кинематографической системы. Показано, что параметры, входящие в критерий, определяются в процессе проведения единой квалиметрической экспертизы.

Разработан перечень методов экспертной квалиметрии, необходимых для проведения субъективной квалиметрической экспертизы:

- методы формирования оценочной системы, на основе которых определяются критерии выбора экспертов ;

- методы формирования субъективных оценочных шкал (субъективных психофизических шкал, экспериментальные методы формирования шкал, метод последовательного преобразования шкал);

- методы проведения субъективных квалиметрических экспертиз по определению номенклатуры выходных квалиметрических к характеристик, по определению весовых коэффициентов характеристик, по определению возможности обменных соотношений между квалиметрическими характеристиками, по выбору эталонных значений характеристик, по экспертной оценке качества киновидеотехники и услуг по кинопоказу.

Разработан перечень алгоритмов оценки критериев качества отдельных элементов кинематографической системы, включающий обобщенный алгоритм психофизической и функциональной квалиметрической субъективной экспертизы киновидеотехники и услуг по киновидеопоказу, алгоритм оценки дисперсии субъективных оценок при квалиметрических экспертизах, алгоритмы психофизических экспертиз изображения и алгоритмы функциональных экспертиз киновидеотехники и услуг по кинопоказу.

З.В качестве интегрального квалиметрического критерия оценки изображения, обеспечиваемого отдельными элементами или кинематографической системой в целом, предложен интегральный квалиметрический показатель, определяемый значением модуля характеристической функции суммы вещественнозначных физически реализуемых функций случайных коэффициентов чувствительности к отклонениям обобщенных квалиметрических характеристик изображения.

Разработаны методы проведения психофизических квалиметрических экспертиз по оценке качества изображения, основанные на моделировании характеристик изображения и оценке заметности вносимых изменений.

Методы проведения психофизических квалиметрических экспертиз по субъективной оценке качества изображения детально проработаны для таких обобщенных характеристик изображения, как яркость, детальность и геометрические искажения, приведены особенности психофизических квалиметрических экспертиз по субъективной оценке цветовых характеристик изображения. Предложено соответствующее информационное, программное и приборное обеспечение разработанных методов.

Разработаны алгоритмы оценки психофизических критериев качества изображения:

- алгоритм экспериментальной оценки коэффициента чувствительности к яркости киноизображения;

- алгоритм оценки коэффициента чувствительности к детальности изображения;

- алгоритм экспериментальной оценки коэффициента чувствительности к характеристикам пространственности изображения;

- алгоритм оценки возможности обменных соотношений между субъективными характеристиками изображения;

- алгоритм проверки гипотезы о значимости линейной статистической связи между коэффициентами чувствительности;

- алгоритм проверки гипотезы об отсутствии или наличии нелинейной корреляционной связи между коэффициентами чувствительности.

Показано, что при субъективной оценке качества изображения в кинотеатре величины коэффициентов чувствительности к яркости и геометрическому подобию могут быть заранее внесены в расчетный критерий, а коэффициент чувствительности к детальности должен быть определен с учетом конкретных условий кинопоказа.

Метод оценки психофизических критериев качества средств воспроизведения изображения по совокупности характеристик, определяющих качество изображения, предполагает экспериментальное построение одномерных квалиметрических шкал и расчет многомерной классификационной шкалы.

Для выработки информационных данных, необходимых для принятия управленческих решений по формированию обоснованных требований к конструктивно- технологическим параметрам киновидеотехники целесообразно определять предельно допустимые значения конструктивно-технологических параметров на основе анализа влияния этих параметров на субъективное восприятие. Приведены результаты исследований влияния конструктивно- технологических параметров киновидеотехники на субъективное восприятие изображения, определена погрешность результатов психофизических квалиметрических экспертиз.

4.В основе функциональных экспертиз лежат мнения, суждения, предшествующий опыт экспертов. Для решения этого круга задач использован интегральный квалиметрический показатель, определяемый значением модуля характеристической функции суммы вещественнозначных физически реализуемых функций случайных коэффициентов весомости отклонений обобщенных квалиметрических функциональных характеристик кинопоказа.

В основе метода определения коэффициентов весомости частных функциональных характеристик лежит согласование функциональной модели услуги с положениями нормативно- технической документации. Метод оценки обобщенных функциональных квалиметрических характеристик предполагает расчет коэффициентов весомости обобщенных функциональных характеристик как средневзвешенных значений коэффициентов весомости частных характеристик.

Разработаны и апробированы алгоритмы оценки элементов кинематографических систем: алгоритм оценки качества услуг по кинопоказу при проведении сертификации кинотеатра; алгоритм оценки востребованности функциональных характеристик мультимедийных центров; алгоритм функциональной экспертизы по оценке качества киновидеотехники, основанный на методе анализа иерархий.