автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Повышение достоверности информации в телевизионном канале передачи изображений дистанционно управляемых роботов

Яь

На правах рукописи УДК 621 865

00305293Т

Петухов Андрей Сергеевич

ПОВЫШЕНИЕ ДОСТОВЕРНОСТИ ИНФОРМАЦИИ В

ТЕЛЕВИЗИОННОМ КАНАЛЕ ПЕРЕДАЧИ ИЗОБРАЖЕНИЙ ДИСТАНЦИОННО УПРАВЛЯЕМЫХ

РОБОТОВ

Специальность 05 13 06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2007

003052937

Работа выполнена в Московском Государственном индустриальном

университете Научный руководитель'

Официальные оппоненты.

доктор технических наук, проф. Рачков Михаил Юрьевич

доктор физико-математических наук, проф Умняшкин Сергей Владимирович кандидат технических наук, проф. Санников Владимир Григорьевич

Ведущая организация.

Институт космических исследований РАН

Защита состоится 29 марта 2007 г. на заседании диссертационного совета К.212.129.01 в Московском Государственном индустриальном университете по адресу

115280, г Москва, ул. Автозаводская, д. 16 Телефон для справок (495) 675-5237

Ваш отзыв на автореферат в одном экзс шляре, заверенный гербовой печатью, просим выслать по указанному адресу

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного индустриального университета.

Автореферат разослан 2 X/ февраля 2007 г

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы Необходимость увеличения производительности технологических процессов приводит к необходимости минимизации ручного труда и широкой автоматизации с применением автономных и дистанционно управляемых роботов с применением телевизионных каналов связи. Это необходимо там, где рабочая зона проведения операций удалена от оператора по техническим причинам или по соображениям безопасности. Примерами могут служить технологические роботы вертикального перемещения, выполняющие различные операции на больших высотах или автономные мобильные роботы, используемые в условиях повышенной радиоактивности, взрывоопасности или под водой. Результаты выполнения операций при этом должны контролироваться оператором на большом удалении, используя визуальную информацию с бортовой системы робота. В таких случаях проблема передачи отдельных изображений или их непрерывной последовательности (видеоизображений) при сохранении требуемого качества становится актуальной научно-технической задачей Аналогичные проблемы возникают, в частности, в космических исследованиях с помощью роботов в связи с передачей изображений на Землю с других планет.

Особенностью названных задач является наличие канала передачи большого объема данных, включая несколько изображений высокого разрешения или последовательности изображений. Из-за ограниченной пропускной способности канала связи возникают проблемы сжатия (кодирования) данных и декодирования - восстановления изображений с последующей их постобработкой.

Цель и задачи работы - повышение информативности изображений в телевизионном канале связи телеуправляемых роботов, улучшение визуального восприятия изображений и повышение точности измерений по ним координат объектов при выполнении технологических операций.

Цель достигается путем решения следующих задач.

1) создание математической модели искажений на сжатом изо-

бражении

2) разработка метода и алгоритмов постобработки, для устране-

ния блочных искажений на изображениях, появляющихся в результате их сжатия;

3) применение разработанного метода при малых вычислитель-

ных ресурсах к типовым изображениям, получаемым в системе технического зрения роботов вертикального перемещения для обследования стен на большой высоте и манипулятора для обслуживания реактора атомной электростанции

4) повышение достоверности определения геометрических харак-

теристик объектов на сжатых изображениях

Научная новизна работы

1. Получена математическая модель искажений на сжатом изображении, позволяющая проводить качественное сравнение алгоритмов устранения блочных искажений и оптимизировать их параметры.

2 Разработан новый способ постобработки для устранения искажений на сжатой видео последовательности, требующий на порядок меньше вычислительных затрат, чем метод постобработки стандарта МРЕО-4, и при этом не уступающий ему по качеству

Практическая ценность работы состоит в том, что разработанный автором метод постобработки опробован на изображениях, полученных в системе технического зрения мобильных роботов и робота-манипулятора Повышение достоверности информации, содержащейся в изображениях, расширяет функциональные возможности дистанционно управляемых роботов для широкого ряда сложных технологических операций Разработанные метод и схема устройства для его реализации позволяют повысить эффективность сжатия видеоданных с последующей постобработкой (восстановлением) изображений по следующим параметрам' уменьшение затрат энергии на передачу сигнала; сужение ширины полосы пропускания канала, улучшение качества восприятия изображения оператором телеуправляемого робота, совместимость с алгоритмами автоматизированной обработки изображений, повышение точности измерения координат объектов на изображении, при этом ошибка измерения по обработанному изображению не превышает 3% по сравнению с исходным изображением; снижение требований к вычислительным ресурсам (около 1020% от ресурсов декодера), что позволяет использовать метод в системах управления без дополнительных затрат на оборудование.

Устранение блочных искажений улучшает качество наблюдаемых изображений, повышает достоверность информации, содержащейся в изображениях, и способствует комфортным условиям эксплуатации робота

Разработанное устройство постобработки изображений имеет широкое применение в различных технологических приложениях, например в дистанционно управляемых сухопутных и подводных роботах, а также при научных и прикладных исследованиях с использованием мониторинга земной поверхности из космоса

Методы исследования. В реферируемой работе использованы методы цифровой обработки сигналов (фильтрация, интерполяция, методы контурного анализа, идентификации и определения характеристик объектов по изображениям), численные методы функционального анализа и оптимизации, и статистические методы обработки результатов эксперимента. Исследование работоспособности алгоритмов проводилось как методом математического моделирования на основе машинного эксперимента, так и путем испытаний на реальных рабочих сценах

Реализация и внедрение результатов работы Способ рекомендован к использованию в разработанных в ГосИФТП (Государственный ин-

статут физико-технических проблем) роботах РТК-200, «Система» и «Богомол». Результаты работы реализованы в совместном российско-корейском проекте "УРР".

Основные положения, выносимые на защиту

1. Метод и схема устройства устранения искажений на сжатой видео последовательности, основанные на линейной или билинейной интерполяции в сочетании с низкочастотной фильтрацией.

2 Результаты экспериментальных исследований, подтверждающих эффективность разработанного метода.

Апробация работы Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 20-й Международной конференции по автоматизации и роботизации строительных работ (г. Эйндховен, Нидерланды, 2003 г.), на 1У-ой Международной научно-технической конференции «Участие молодых ученых, инженеров и педагогов в разработке и реализации инновационных технологий» (г. Москва 2003 г.), на 1-ой Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Мехатроника, Автоматизация, Управление» (г Владимир, 2004). Основные результаты диссертации докладывались на научном семинаре по робототехнике и мехатронике в ИПМех РАН, на семинаре «Информационные процессы и технологии в управлении» в МГТУ им. Н.Э.Баумана, на объединенном семинаре по робототехническим системам ИПМ им. М В.Келдыша РАН и МГТУ им. Н.Э.Баумана и обсуждались в отделе «Систем управления роботами» ГосИФТП.

Публикации Основное содержание диссертационной работы изложено в семи публикациях, в том числе в заявке на изобретение. Список публикаций приведен в конце автореферата Объем и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитированной литературы. Текст содержит 138 машинописных страниц (без приложений), включая 61 рисунок и 8 таблиц. Список цитированной литературы включает 54 наименований.

Во введении обоснована актуальность работы, определены цели исследования, поставлены задачи, изложено краткое содержание диссертации и приведены положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассматривается актуальность и состояние рассматриваемой проблемы на основе обзора публикаций и патентов, кратко изложены физико-технические основы передачи изображений по многоканальной линии связи, обсуждаются необходимые меры для улучшения характеристик получаемых изображений. Приводится обзор подходов к решению проблемы устранения искажений на сжатых изображениях.

Получателем изображения, помимо человека-оператора, может быть автоматизированная система обработки и анализа изображений (СОАИЗ) и автоматизированная система управления (АСУ) телеуправляемого робота.

В этом случае изображение обрабатывается с целью получения необходимой информации для навигационной системы и управления роботом.

Допустимые искажения сигнала нормируются и должны быть такими, чтобы обеспечивалось требуемое качество получаемых изображений, которое должно быть приемлемым для визуального восприятия и не ухудшать точность необходимой измерительной информации при их автоматической обработке

При передаче изображений по универсальным высокоскоростным цифровым каналам связи широкое распространение получило кодирование изображений с использованием дискретного косинусного преобразования (ДКП), которое определяется как

v. > v^' ят(и + 0 5) ;rn(v+ 0 5) . .

Х(т, п) = -- cos-х("<") >

н-0 v-0 N N

где ет„- нормирующий множитель, N - размер блока изображения, x(u,v) - элементы исходного изображения, X(m,n) - коэффициенты ДКП

По сравнению с другими преобразованиями ДКП обладает рядом преимуществ. Тесная связь между базисными функциями ДКП и собственными векторами автокорреляционной матрицы марковского процесса обеспечивает компактность представления в базисе ДКП сигналов марковских источников, в том числе широкого класса естественных изображений. Базисные функции ДКП локализованы в частотной области, что позволяет регулировать точность представления гармоник сигнала Преобразования семейства ДКП являются ортогональными, поэтому преобразование не увеличивает энергию ошибки квантования (теорема Парсевапя). Полученный цифровой поток коэффициентов кодируется словами меньшей размерности и передается.

Сжатие видеоизображений на основе ДКП используется в международных стандартах MPEG и ITU

К преимуществам ДКП относится эффективность и низкая вычислительная сложность, а основной недостаток - наличие характерных искажений, устранению которых и посвящена настоящая работа.

В последнее время были предложены альтернативные способы кодирования изображений, превосходящие по эффективности подход на основе ДКП В частности, стандарт JPEG2000 использует вейвлет-преобразование, в некоторых работах сообщается об использовании перекрывающихся преобразований при кодировании изображений Хотя эти способы и не вносят таких характерных искажений, как методы, основанные на ДКП, их использование на практике пока ограничивается отсутствием стандартов, использующих их Кроме того, ни один из предложенных методов не может сравниться с ДКП по вычислительной сложности, что является критическим фактором для обработки в реальном времени

Следует отметить, что усложнение алгоритмов сжатия делает их более эффективными, но заставляет разработчиков максимально использовать имеющиеся вычислительные ресурсы Обычно выбирается алгоритм,

который едва укладывается в возможности аппаратной части или наоборот, берется максимально дешевая аппаратура для заданного алгоритма. В такой ситуации сохраняется актуальность разработки алгоритмов, улучшающих какие-то аспекты кодирования/декодирования без увеличения их сложности, вписывающихся в действующие стандарты на представление видеосигнала

Классификация негативных эффектов, возникающих при сильных степенях сжатия с использованием ДКП, подробно рассмотрена во многих работах. Хотя выделяется несколько типов возможных искажений, принято считать, что блочные искажения являются доминирующими.

В обзоре рассмотрены методы решения задачи устранения блочных искажений, низкочастотные фильтры, адаптивные фильтры, обработка в частотной области, перекодирование, интерполяция.

Из рассмотренных методов решения задачи устранения блочных искажений наиболее качественные результаты могут быть получены с использованием метода проекций на выпуклые множества. Обработка статических изображений в частотной области использует минимальные вычислительные ресурсы, однако этот подход может быть использован для обработки видеопоследовательности только при условии модификации алгоритма кодирования Для обработки видео последовательности наиболее нетребовательны к вычислительным ресурсам методы низкочастотной фильтрации и интерполяции

Вторая глава посвящена постобработке сжатых изображений, необходимой для устранения блочных искажений, возникающих в результате их кодирования Дана формулировка математической модели искажений на сжатых изображениях и проанализированы характеристики некоторых известных алгоритмов устранения искажений. Излагаются основные принципы предлагаемого способа постобработки, требования к алгоритму и критерии оценки качества алгоритма постобработки.

Вводятся объективные характеристики качества алгоритма устранения блочных искажений на изображении Оценка качества алгоритма производится по нескольким критериям, степень устранения блочности на изображении, степень «размытости» изображения, метрика разности между изображениями (РБЫЯ) и вычислительная сложность

Блочные искажения описываются математической моделью, согласно которой, применительно только к элементам на одной из строк изображения (для столбцов изображения применимы такие же рассуждения), возникновение искажений представляется следующим алгоритмом

й[к N + = Лг + /]/у

£ У у е [О, Л^ — 1]

) )

где Э - элемент кодированного изображения, Б - элемент исходного изображения, N - размер блока, к - номер блока

Эта операция может рассматриваться как результат объединенной работы следующих процедур'

- обработка исходного изображения низкочастотным фильтром (вычисление среднего значения);

- прореживание полученного изображения в число раз равное размеру блока;

- интерполирование с использованием интерполятора нулевого порядка.

Указанная математическая модель формализует механизм появления блочных искажений, позволяет сравнивать качество алгоритмов и оптимизировать их параметры.

При увеличении частоты дискретизации сигнала возникает эффект репликации спектра. Нежелательные реплики спектра могут быть подавлены с использованием идеального низкочастотного фильтра.

Модель блочных искажений в частотной области показана на рис. 1.

Поскольку идеальный низкочастотный фильтр не реализуем, на практике используют различные фильтры, рассчитываемые исходя из требований и ограничений конкретной задачи. При этом качество всей системы повышения частоты дискретизации определяется тем, насколько близки характеристики используемого фильтра к характеристикам идеального фильтра.

Е

Спектр входного сигнала с частотй дискретизации Рв

-Ре/2 Р!«

Р

О

Интерполяция

Спектр интерполированного сигнала Е А Частота дискретизации ЗРз

Р

Частотная характеристика идеального ФНЧ

О

Идеальный фильтр НЧ

Е

^2

Рис. 1 Модель появления блочных искажений в частотной области

Процесс интерполяции нулевого порядка в рассматриваемой модели искажений эквивалентен использованию однородного фильтра с конечной импульсной характеристикой (КИХ фильтр) с передаточной функцией

т-1 /=0

где ш - коэффициент увеличения частоты дискретизации. Амплитудно-частотная характеристика этого фильтра.

&т(яггм)

А{ч,) = \н{е'2П[-

зш(/Г>У) ' Где V/ - нормализованная частота

Предлагаемая модель объясняет эффективность использования низкочастотных фильтров, которые в рамках этой модели служат для улучшения частотной характеристики интерполятора нулевого порядка

В рамках предложенной модели алгоритм постобработки МРЕО-4 эквивалентен последовательному применению интерполятора нулевого порядка и КИХ фильтра 9-го порядка. Суммарная АЧХ последовательного соединения фильтров х и у равна произведению АЧХ фильтров

Суммарная АЧХ для интерполятора нулевого порядка и фильтра МРЕО-4 показана на рис. 2.

Рис 2. Суммарная АЧХ интерполятора нулевого порядка и фильтра МРЕО-4 (пунктир) и АЧХ линейного интерполятора (сплошная).

Известно, что при увеличении частоты дискретизации сигналов альтернативой низкочастотным фильтрам является использование полиноми-

альной интерполяции. Чем больше порядок интерполирующего полинома, тем больше степень подавления нежелательных реплик спектра. В общем случае при интерполяции требуется рассчитывать значения полинома в каждой интерполируемой точке, что делает эту процедуру сравнимой по вычислительным затратам с фильтрацией. Однако, при использовании интерполяции первого порядка можно уменьшить вычислительные затраты за счет использования ограничений на входные данные и применения специальных методов вычислений

При увеличении частоты дискретизации сигнала Хк в т раз, линейная интерполяция определяется как

Уы+> = хк + -/ I е [0, т -1]

Где у, - интерполированный сигнал. Поскольку опорные точки Хк определены однозначно, линейная интерполяции эквивалентна использованию триангулярного фильтра с передаточной функцией

1 Л 2

ту—,

\1=о У

Амплитудно-частотная характеристика этого фильтра

А{м>) = \н(еа™)\ = -

I I т

показана на рис. 2.

При этом частотная характеристика интерполятора первого порядка пропорциональна квадрату частоты -¡Л2. Для сравнения, интерполятор нулевого порядка имеет частотную характеристику обратно пропорциональную частоте: —1/Г

В рамках настоящей работы представленная математическая модель позволяет определять достижимые характеристики для различных классов алгоритмов устранения искажений. Так, из сравнения АЧХ линейного интерполятора с АЧХ фильтра МРЕО-4 (см. рис. 2) видно, что частотные характеристики фильтров близки, хотя уровень подавления нежелательных реплик спектра и, следовательно, качество обработки у фильтра МРЕО-4 немного лучше. Таким образом, можно сделать вывод, что при реализации алгоритма постобработки на основе линейной интерполяции не следует ожидать качества лучше, чем у алгоритма МРЕО-4.

Практическая применимость линейной интерполяции осложняется тем, что на практике обработке подвергается изображение с уже повышенной частотой дискретизации, что не учитывается предложенной моделью

искажений. При этом возникают проблемы неоднозначности выбора опорных точек интерполяции, и возникает риск потери информации, поскольку значения интерполируемых точек не используются

В третьей главе дано описание разработанного автором устройства антиблочного фильтра и схемы обработки кадра на основе принципа разбиения обрабатываемого изображения на блоки и использования линейной и билинейной интерполяции. Главные критерии повышения эффективности постобработки, вычислительные затраты, точность, надежность (объективность), совместимость с существующими стандартами.

Рис 3. Функциональная схема устройства

На рис. 3 показана функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ. Устройство состоит из классификатора блоков, анализирующего блока, выявляющего наличие и тип блочных искажений, набора низкочастотных фильтров, и интерполяторов, осуществляющих обработку поступивших данных.

При наличии блочных искажений, участок изображения обрабатывают в зависимости от типа блочных искажений одним из трех интерполяторов: линейным интерполятором по строкам, линейным интерполятором по столбцам, либо билинейным интерполятором При отсутствии блочных искажений в обрабатываемом блоке интерполяция не применяется.

Схема выполнения линейной интерполяции для одной строки показана на рис. 4, а обработка блока изображения с использованием билинейной интерполяции - на рис 5.

Эффективность предлагаемого метода оценивалась с использованием следующих объективных характеристик качества изображения:

- отношение пикового сигнала к шуму (РБЫЯ);

- степень блочных искажений ОЬу;

- характеристика размытости ОЬу'.

Пиксели строки (столбца)

Рис 4. Схема выполнения линейной интерполяции для одной строки

нч НЧ

фильтр 1 фильтр 2

Обрабатываемый блок

Рис 5 Обработка блока изображения с использованием билинейной интерполяции

Метрики ОЬу и ОЬу' рассчитывались согласно известной методике. Количественные характеристики предлагаемого алгоритма в сравнении с алгоритмом постобработки МРЕО-4 определялись по измерениям, которые проводились на 35 тестовых последовательностях, усредненные результаты измерений приведены в Таблице. 1.

Таблица 1

-Предлагаемый

АРБИЯ (с!В) 0 130 0.036 Предлагаемый метод лучше чем МРЕО-4, но в обоих случаях эффект не очень значительный

ДОту -0.578 -0.752 МРЕО-4 более эффективен при устранении блочных искажений

ДОЬУ' -0.111 -0 821 Предлагаемый метод незначительно «размывает» изображение в отличие от МРЕ04

В целом результаты измерений позволяют сделать вывод о том, что предлагаемый алгоритм сравним по качеству с алгоритмом МРЕО-4. Хотя МРЕО-4 немного более эффективно устраняет блочные искажения, но эта эффективность достигается за счет расфокусировки изображения и как следствие - «размывания» мелких деталей на изображении.

Скорость работы алгоритма определялась путем измерения времени декодирования тестового файла. Результаты измерений представлены в Таблице 2.

В четвертой главе рассмотрен вопрос применения разработанного способа и алгоритма постобработки для улучшения качества получаемых видеоизображений при управлении мобильными и манипуляционными роботами

Таблица 2

Значение шага ■ рования, сек..' ^ постобработки -

Декодер 2 38 -

30 26 -

Декодер и предлагаемый алгоритм 2 42 11%

30 30 15%

Декодер и алгоритм МРЕО-4 2 67 76%

30 55 111%

Исследуется эффективность постобработки для повышения качества изображений, получаемых от телекамеры на борту робота вертикального перемещения и мобильного робота при движении по дороге. Результаты

Обработки изображения дорожной сцены представлены на рис.6 - 8, а измерения колеи и обочины дороги - на рис.9. Блочные искажения, заметные на рис. 6 устраняются, а измерения координат элементов дорожной сцены на изображениях после постобработки мало отличаются от измерений на исходных изображениях (и пределах 1-3 пикселей в зоне внимания оператора - водителя).

При дистанционном управлении роботами используется человеко-машинный измерительный комплекс на основе стерео-СТЗ, в котором оператор наблюдает на мониторе одно из изображений стереопары, указывает курсором измеряемые объекты, а измерение координат помеченных точек вычисляется автоматически. Здесь большое значение имеет устранение блочных искажений - как для комфортной визуализации наблюдаемой сцены, так и для повышения точности измерений, сравнимой с точностью

Рис. 6 Изображение дорожной сцены после сжатия алгоритмом M&EG4

Рис. 7. Изображение дорожной сцены в результате работы предлагаемого алгоритма постобработки

Рис. К. Изображение дорожной сцены в результате работы стандартного алгоритма постобработки МРЕО-4

Рис. 9. Схема дорожной сцены по результатам измерений средних линий колеи (А) и края обочины (В)' —— исходное изображение, -— - с предлагаемой постобработкой,----сжатое по МРЕО-4

Исследуются характеристики полученных изображений ориентиров, используемых для навигации робота в помещении и вне помещения. Оценен эффект применения разработанного способа и алгоритма постобработки для улучшения качества стереоизображений, получаемых от телекамеры при проведении регламентных работ в атомном реакторе с помощью манипуляционного робота.

Применение полученных разработок способствует повышению производительности при строительстве, проведении радиационной и химической разведки и работе в экстремальных средах, при выполнении технологических и транспортных операций с применением дистанционно управляемых мобильных и манипуляционных роботов

В заключении дана краткая характеристика разработанных автором методов и алгоритмов для уменьшения блочных искажений.

Анализ результатов показывает, что измерения координат на изображениях подвергнутых постобработке практически не отличается от измерений на исходных изображениях Во всех случаях расстояния между измеренными точками, вычисленные по изображениям после постобработки, отличаются не более чем на 3% от соответствующих расстояний, вычисленных по исходным изображениям.

Разработанный способ уменьшения блочных искажений отличается малой вычислительной сложностью и простотой реализации, благодаря применению линейной и билинейной интерполяции, и имеет широкую

перспективу применения в различных технических приложениях при совместимости с используемыми стандартами сжатия изображений.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработан способ устранения блочных искажений, образующихся в результате сжатия видеоизображений, обеспечивающий значительно меньшие вычислительные затраты при стандартном качестве обработки Способ основан на линейной (билинейной) интерполяции, что обеспечивает минимальную вычислительную сложность алгоритма, и обработку изображения за один проход. Высокое качество обработки изображения обеспечивается за счет того, что в отличие от известных методов, опорные точки интерполяции вычисляются с использованием дополнительных низкочастотных фильтров.

2. Разработанный способ превосходит алгоритм стандарта MPEG-4 по характеристике сигнал-шум и метрике блочности изображения, что обеспечивает повышение достоверности информации в телевизионном канале передачи изображений дистанционно управляемых роботов, кроме этого способ на порядок превосходит алгоритм MPEG-4 по быстродействию.

3 Измерения координат объектов на изображениях, получаемых от бортовых телекамер мобильного робота, показывают, что значения координат объектов на изображениях, подвергнутых сжатию и постобработке, отличаются от значений на исходных изображениях в пределах 1 -2 пикселей, а отличие линейных размеров объектов - не более 2-3%

4. Измерения дальности до объектов на стереопарных изображениях, показывают, что при использовании разработанного способа средняя относительная ошибка измерения дальности уменьшается в два раза.

5. В целом разработанный способ обеспечивает существенное улучшение сжатых видеоизображений при малых вычислительных затратах (менее 20% от ресурсов декодера).

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Петухов A.C., Петухов С В Метод постобработки сжатых изображений для человеко-машинного интерфейса телеуправляемых роботов // Сб. науч тр. «Искусственный интеллект в технических системах» -М Го-сИФТП, 2003, с 92-102.

2. Petukhov A.S., Rachkov M.U. Video Compression Method for OnBoard Systems of On-Board Construction Robots // Proc of the 20th Int Symp. on Automation and Robotic in Constructions. ISARC-2003, Eindhoven, Netherlands, 2003, TUE, 2003, p 443-447.

3 Petukhov A.S , Rachkov M.U. Simple method for video compression efficiency increasing // Сб. науч докладов IV Международной научно - технической конференции «Участие молодых ученых, инженеров и педагогов

в разработке и реализации инновационных технологий», Москва, 2003 -М.: МГИУ, 2003, с 39-40.

• 4 Петухов A.C. Программное обеспечение для постобработки сжатых изображений в человеко-машинном интерфейсе // Сб. Трудов 1-ой Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Мехатроника, Автоматизация, Управление», Владимир, 2004, с. 305-308

5. Петухов A.C., Свириденко В А., Жеон Сеун-Хан. Способ уменьшения искажения сжатого видеоизображения и устройство для его реализации // Заявка на изобретение № 2003114715/09, опубл. БИ и ПМ, №32 (ч.Н), 2004, с.329.

6 Петухов А.С , Свириденко В А Метод устранения блочных искажений на сжатых видео изображениях // Цифровая обработка сигналов 2006 №4. с 8-14

7. Петухов А С., Рачков М Ю., Петухов С.В Применение алгоритмов постобработки сжатых изображений при дистанционном управлении мобильными роботами // Мехатроника, автоматизация, управление. 2007 №1. с. 54 (Приложение к журналу. «Робототехнические системы: управление, моделирование, обработка информации» с 17-24.)

Петухов Андрей Сергеевич

Повышение достоверности информации в телевизионном канале передачи изображений дистанционно управляемых роботов

АВТОРЕФЕРАТ

Подписано в печать 19 02.2007 Формат бумаги 60 х 84/16. Уел печ. л 1,25 Уч-изд л 1,5 Тираж 100. Заказ №239

РИД МГИУ, 115280, Москва, Автозаводская, 16,(495) 677-23-15

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ (СОКРАЩЕНИЯ).

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Анализ принципов постобработки видео изображений и задачи исследования

1.1 Физико-технические основы передачи изображений по многоканальной линии связи.

1.2 Кодирование дискретизированпых изображений с использованием дискретного косинусного преобразования (ДКП).

1.3 Обзор различных подходов к решению проблемы кодирования и постобработки изображений.

1.3.1 Классификация искажений изображений, получаемых в результате их кодирования.

1.4 Методы решения задачи устранения блочных искажений.

1.4.1 Использование низкочастотных фильтров.

1.4.2 Адаптивные фильтры.

1.4.3 Обработка в частотной или вейвлет области.

1.4.4 Интерполяция.

1.4.5 Эвристические методы.

1.4.6 Метод проекций на выпуклое множество.

1.4.7 Выводы.

1.5 Алгоритм устранения блочных искажений МРЕО-4.

Глава 2. Основные принципы постобработки сжатых изображений, способ и устройство антиблочного фильтра.

2.1. Постановка задачи исследования и математическое обеспечение предлагаемого способа устранения блочных искажений.

2.1.1 Неформальное описание проблемы и критерии повышения качества получаемых изображений.

2.1.2 Математическая модель и характеристики блочных искажений на изображениях.

2.2 Способ уменьшения блочных искажений сжатого изображения.

2.2.1 Постановка задачи и требования к алгоритму постобработки.

2.2.2 Структура декодера и основные требования к его характеристикам.

2.3 Устройство антиблочного фильтра и схема обработки кадра.

2.4 Поиск оптимальных параметров алгоритма.

Глава 3 Алгоритмы и программное обеспечение для устранения блочных искажений.

3.1. Функциональная схема устройства, реализующего способ уменьшения искажений сжатого видеоизображения.

3.1.1. Классификация блоков.

3.1.2. Низкочастотные фильтры для вычисления опорных точек.

3.1.3. Интерполяция пикселей в предлагаемом алгоритме постобработки.

3.2. Сравнительные характеристики разработанного алгоритма.

3.3. Пути дальнейшего улучшения качества постобработки.

Глава 4. Применение разработанных алгоритмов постобработки при дистанционном управлении манипуляционными и мобильными роботами.

4.1. Постобработка сжатых изображений от телекамеры, установленной на борту строительного робота.

4.2 Постобработка сжатых изображений, полученных при движении радиоуправляемого робота по дороге.

4.3. Постобработка сжатых изображений для человеко-машинного интерфейса телеуправляемых роботов.

4.3.1. Постобработка сжатых изображений полученных в производственном помещении.

4.3.2. Постобработка сжатых изображений полученных вблизи производственных помещений.

4.3.3. Постобработка изображений в многоканальной телевизионной системе технического зрения при проведении регламентных работ в атомном реакторе.

Трудно найти область науки и техники, где бы в той или иной степени не применялось телевидение для передачи изображений. Роль визуальной информации в технологической деятельности человека огромна. По статистике примерно 80-90% информации о внешнем мире человек воспринимает с помощью зрительного аппарата. Передача изображений с использованием малогабаритных телевизионных ПЗС-камер (приборов с зарядовой связью) широко используется в системах наблюдения, измерения, контроля и управления технологическими процессами.

АКТУАЛЬНОСТЬ. Необходимость увеличения производительности технологических процессов делает особенно важной задачу минимизации ручного труда и широкой автоматизации с применением автономных и дистанционно управляемых роботов с использованием телевизионного канала связи. Это необходимо там, где рабочая зона проведения операций удалена от оператора по техническим причинам или по соображениям безопасности. Примерами могут служить технологические роботы вертикального перемещения, выполняющие различные операции на больших высотах или автономные мобильные роботы, используемые в условиях повышенной радиоактивности, взрывоопасности или под водой. Результаты выполнения операций при этом должны контролироваться оператором на большом удалении, используя визуальную информацию с бортовой системы робота. В таких случаях передача отдельных изображений или их непрерывной последовательности (видеоизображений) при сохранении требуемого качества становится актуальной научно-технической задачей.

Особенностью названной задачи является наличие многоканальной системы передачи изображений (СПИ) от телекамер на рабочее место оператора. Из-за ограниченной пропускной способности канала связи возникает проблема сжатия (кодирования) данных и декодирования -восстановления (видео) изображений с последующей их постобработкой для повышения качества получаемых изображений. СПИ представляет собой модульную систему и включает, как минимум, три модуля: устройство кодирования (кодер), декодер и модуль постобработки.

СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ. Сжатие, т.е. кодирование сигнала, осуществляется путем изъятия повторяющихся или практически мало изменяющихся фрагментов с последующим их восстановлением в декодере при воспроизведении видеосигналов. Сжатие информации способствует повышению скорости передачи сигнала в телевизионном канале и увеличению пропускной способности канала передачи видеоизображений.

Сжатие не может быть беспредельным, поэтому основная нагрузка при стремлении получить качественное изображение для оператора приходится на совершенствование методов и алгоритмов постобработки изображений, следующей за декодером. Точность измерений и адекватность построенной геометрической модели внешней среды зависит от качества постобработки.

Увеличение степени сжатия (т.е. увеличение шага квантования и отбрасывание большего количества информации) приводит к появлению видимых искажений (блочные, размывание границ, ложные полосы и др.). Наиболее типичны и заметны, практически на любом типе изображений, блочные искажения. Для борьбы с этими искажениями предложено много методов (предварительная и (или) последующая обработка, использование перекрывающихся блоков и т.д.), однако среди всех методов только постобработка декодированного изображения может обеспечить совместимость с уже существующими широко распространенными стандартами, не требуя их изменения.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: заключается в разработке нового способа улучшения качества сжатых видеоизображений на этапе постобработки для использования в системах управления технологическими процессами с применением мобильных дистанционно управляемых роботов и роботов манипуляторов.

Решение комплексной проблемы потребовало от автора решения следующих задач: создание математической модели искажений на сжатом изображении;

- разработка метода устранения блочных искажений, не уступающего по качеству стандартным методам, при значительно меньшим требованиям к вычислительным ресурсам.

- апробация полученных решений при обработке изображений для получения достоверной информации в условиях неопределенности и в системах дистанционного управления на примерах: строительного робота, обследующего стены на большой высоте; дистанционно управляемого робота внутри производственного помещения и вблизи индустриальных построек; мобильного робота при движении по дороге; манипулятора для обслуживания реактора атомной электростанции.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА.

1. В диссертации предлагается математическая модель искажений на сжатом изображении, позволяющая проводить более простой по сравнению с известными моделями анализ для устранения искажений.

2. Разработан новый способ постобработки для устранения искажений на сжатой видео последовательности, требующий на порядок меньше вычислительных затрат, чем метод постобработки стандарта МРЕО-4, и при этом не уступающий ему по качеству.

Отличительными признаками предложенного способа является использование линейной интерполяции для снижения требований к вычислительным ресурсам, причем опорные точки интерполяции вычисляются с использованием специально подобранных низкочастотных фильтров, что позволяет достичь качества обработки не уступающего стандартным методам (МРЕС-4).

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ определяется необходимостью сжатия видеоданных с последующей постобработкой (восстановлением изображений), которая определяется следующими условиями:

- уменьшение затрат энергии на передачу сигнала;

- сужение ширины полосы пропускания канала; улучшение качества восприятия изображения оператором телеуправляемого робота;

- совместимость с алгоритмами автоматизированной обработки изображений;

- повышение точности измерения координат объектов, при этом ошибка измерения по обработанному изображению не превышает 3% по сравнению с исходным изображением;

- снижение требований к вычислительным ресурсам (около 10-20% от ресурсов декодера), что позволяет использовать метод в системах управления без дополнительных затрат на оборудование.

Устранение блочных искажений улучшает качество наблюдаемых изображений, повышает достоверность информации, содержащейся в изображениях и способствует комфортным условиям эксплуатации робота.

Разработанное устройство постобработки изображений имеет широкое применение в различных технологических приложениях, например в дистанционно управляемых сухопутных и подводных роботах, а также при научных и прикладных исследованиях с использованием мониторинга земной поверхности из космоса.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ.

В первой главе отмечается актуальность и состояние рассматриваемой проблемы на основе обзора публикаций и патентов, кратко изложены физико-технические основы передачи изображений по многоканальной линии связи, необходимые для улучшения характеристик получаемых изображений. Анализируется взаимосвязь «кодер - декодер», а также место и роль постобработки. Приводится обзор подходов к решению проблемы устранения искажений на сжатых изображения.

Вторая глава посвящена постобработке сжатых изображений, необходимой для устранения (уменьшения) блочных искажений, возникающих в . результате их кодирования. Дана формулировка математической модели искажений на сжатых изображениях и проанализированы характеристики некоторых известных алгоритмов устранения искажений. Излагаются основные принципы предлагаемого способа постобработки и требования к алгоритму. Вводятся критерии оценки качества алгоритма постобработки. Показано, что математическая модель позволяет определять достижимые характеристики для различных классов алгоритмов устранения искажений.

В третьей главе дано описание разработанного автором устройства антиблочного фильтра и схемы обработки кадра на основе принципа разбиения обрабатываемого изображения на блоки и использования линейной и билинейной интерполяции. Главные критерии повышения эффективности решения задачи постобработки: вычислительные затраты, точность, надежность (объективность), простота использования.

В четвертой главе рассмотрены вопросы применения разработанных способов и алгоритмов постобработки для улучшения качества получаемых видеоизображений при обследовании строительных конструкций, при управлении мобильными и манипуляционными роботами.

Исследуется эффективность постобработки для повышения качества изображений, получаемых от телекамеры на борту робота вертикального перемещения и мобильного робота, двигающегося по дороге. Приводится блок-схема системы передачи изображений в человеко-машинной измерительной стереотелевизионной системе технического зрения. Исследуются характеристики полученных изображений ориентиров, используемых для навигации робота в помещении. Рассмотрена технология применения разработанных способов и алгоритмов постобработки для улучшения качества получаемых от телекамеры стереоизображений при проведении регламентных работ в атомном реакторе с помощью манипуляционного робота.

Применение полученных разработок способствует повышению производительности при строительстве, проведении радиационной и химической разведки и работе в экстремальных средах при выполнении технологических и транспортных операций с применением дистанционно управляемых роботов.

В ЗАКЛЮЧЕНИИ дана краткая характеристика разработанных автором методов и алгоритмов для уменьшения блочных искажений, получаемых при сжатии.

Анализ результатов показывает, что измерения координат на изображениях подвергнутых постобработке практически не отличается от измерений на исходных изображениях (в пределах 1-3 пикселей). Расстояния между измеренными точками, вычисленные по изображениям после постобработки отличаются не более чем на 3% от соответствующих расстояний, вычисленных по исходным изображениям.

Разработанный способ уменьшения блочных искажений отличается малой вычислительной сложностью и простотой реализации, благодаря применению линейной и билинейной интерполяции, при совместимости с используемыми стандартами сжатия изображений и имеет хорошую перспективу применения в различных технических приложениях.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРЕДСТАВЛЕННЫЕ К ЗАЩИТЕ

1. Метод и функциональная схема устройства для устранения искажений на сжатой видео последовательности, основанный на линейной или билинейной интерполяции в сочетании с низкочастотной фильтрацией.

2. Результаты экспериментальных исследований, подтверждающих эффективность разработанного метода для повышения достоверности информации в цифровых изображениях, получаемых с борта дистанционно управляемых роботов.

Результаты работы доложены на трех конференциях (в том числе двух международных) и в трех статьях, подана заявка на патент «Устройство и способ для улучшения качества сжатых изображений».

Заключение

1. Разработан способ устранения блочных искажений, образующихся в результате сжатия видеоизображений, обеспечивающий качество обработки не уступающее общепринятым методам. Способ основан на линейной (билинейной) интерполяции, что существенно снижает требования к вычислительным затратам при реализации алгоритма. Высокое качество обработки изображения обеспечивается за счет того, что в отличие от известных методов, опорные точки интерполяции вычисляются с использованием дополнительных низкочастотных фильтров.

2. Разработанный способ не уступает аналогичному алгоритму стандарта МРЕв-4 по характеристике сигнал-шум и метрике блочности изображения и превосходит его по метрике размытости изображения, что обеспечивает повышение достоверности информации в телевизионном канале передачи изображений дистанционно управляемых роботов, кроме этого способ на порядок превосходит алгоритм МРЕв-4 по быстродействию. Способ позволяет обрабатывать кадр за один проход (вместо двух в общепринятых схемах) и легко интегрируется в обычно применяемые при сжатии стандарты.

3. Разработано устройство уменьшения блочных искажений на сжатом изображении, состоящее из классификатора блоков, принимающего решение о типе блочных искажений на обрабатываемом блоке, и интерполяторов, осуществляющих либо линейную интерполяцию по строкам, либо линейную интерполяцию по столбцам, либо билинейную интерполяцию по строкам и столбцам, в зависимости от классификации блочных искажений. Благодаря простоте реализации и возможности интеграции в применяемые при сжатии стандарты, устройство имеет малую стоимость и широкую перспективу использования для улучшения изображений, получаемых по цифровому каналу передачи данных в реальном масштабе времени.

4. Разработанный метод улучшения существующих алгоритмов для устранения блочных искажений увеличивает пропускную способность канала связи. Метод основан на интеграции постобработки с видеокодером и может быть реализован в человеко-машинном интерфейсе в целях обеспечения взаимодействия с внешней средой, повышая достоверность восприятия видеоинформации и способствуя повышению эффективности АСУТП с применением дистанционно управляемых мобильных и манипуляционных роботов.

5. Апробация метода проведена применительно к дистанционно управляемым мобильным роботам. Исследована эффективность постобработки для повышения качества визуализации изображений, получаемых от телекамеры на борту строительного робота вертикального перемещения и мобильного робота, двигающегося по дороге. Измерения координат элементов дорожной сцены на обработанных сжатых изображениях отличаются от измерений на исходных изображениях в пределах 1-2 пикселей, а отличие линейных размеров объектов - не более 2-3%.

6. Исследованы характеристики полученных изображений ориентиров, используемых для навигации робота в помещении вне прямой видимости оператора. Незначительные ошибки измерения координат ориентиров (до 3%) обусловлены внешними факторами - из-за теней на полу, которые искажают контуры ориентиров

7. Исследование стереопарных изображений, полученных при навигации дистанционно управляемого робота вблизи производственного помещения, показывает, что максимальная ошибка измерения координаты дальности не более 3%. В результате работы предлагаемого алгоритма постобработки относительная ошибка измерения дальности уменьшается в два раза.

8. Применение разработанных способов и алгоритмов постобработки для улучшения качества стереоизображений, получаемых от телекамер(ы) при проведении регламентных работ в атомном реакторе с помощью манипуляционного робота, позволяет улучшать качество визуализации изображений и определять расстояние между двумя любыми точками с погрешностью не больше 3% по сравнению с измерениями по исходным изображениям.

9. В целом разработанный метод обеспечивает существенное улучшение сжатых видеоизображений при сравнительно малых вычислительных затратах (менее 20% от ресурсов декодера).

1. Петухов A.C., Петухов C.B. Метод постобработки сжатых изображений для человеко - машинного интерфейса телеуправляемых роботов // Сб. науч. тр. «Искусственный интеллект в технических системах».-М.: ГосИФТП, 2003, с.92-102.

2. Петухов A.C., Петухов C.B. Технология интеллектуальной обработки изображений // Сб. науч. тр. «Искусственный интеллект в технических системах».-М.: ГосИФТП, 2003, с.92-102.

3. Градецкий В.Б., Рачков М.Ю., Петухов C.B. Иванюгин В.М., Выжилевский Б.В. Измерительные системы робототехнического комплекса для работы в атомном реакторе // Отчет по проекту EUREKA-FACTORY Project TRON, Препринт № 656, ИПМ, РАН, 1999, 46 с.

4. Ivaniugin V.M., Vasiliev V.F., Petuchov S.V. Man-Machine Stereo-TV Computer Vision System for Non-Contact Measurement. Proceedings of the SPIE Conf. on Enhanced and Synthetic Vision 1998. Orlando, Florida, 13-14 Apr. 1998. SPIE, Vol.3364 p.383-394.

5. Васильев В.Ф., Иванюгин B.M., Кораблев K.B., Петухов С.В. Принципы построения человеко-машинной стереометрической системы технического зрения // Сб. науч. тр. «Анализ и оптимизация кибернетических систем».-М.: ГосИФТП, 1996, с.135-148.

6. Попов Е.П. Робототехника и гибкие производственные системы.-.М.: Наука, 1987,191с.

7. Кириллов В.И., Ткаченко А.П. Телевидение и передача изображений.-Минск: Высшая школа, 1988, 319с.

8. Dwight Melcher, Stephen Wolf. Objective Measures for Detecting Digital Tiling. Committee T1 Contribution T1A1.5/95-104, January 1995.

9. S. D. Kim, J. Yi, H. M. Kim and J. B. Ra, "A deblocking filter with two separate modes in block-based video coding," IEEE trans. Circuits syst. Video Technol., vol.9, pp. 156-160, Feb. 1999.

10. Blocking Artifacts in Low Bit Rate Video Coding, Germany,2001,4p.

11. J.Mayer. Application of Bezire Functions to the Post-Processing Enchancement of Decompressed Images, Brazil.,2001,4p.

12. Joceli Mayer, "Blending Models for Image Enhancement and Coding", Ph.D. Thesis, University of California Santa Cruz. Advisor: Prof. Glen G. Langdon, Ph.D., December 1999

13. Способ декодирования сжатых видеоданных с уменьшенной потребностью в памяти» (опубликованная заявка-аналог RU97104164)

14. Способ низкошумового кодирования и декодирования» (российский патент-аналог RU2201654)

15. Схема коррекции качества изображения», описанную в российской заявке-аналоге U2000133250

16. Интерполяционный способ сжатия телевизионного сигнала (патент RU2131172)

17. Стандарт ISO-11172 и Стандарт ISO-13818, части 1,2,3, ноябрь 1994 г.

18. К. Ramkishor, Pravin Karandikar. A simple and efficient deblocking algorithm for Low Bit-Rate Video Coding

19. Петухов C.B., Иванюгин B.M., Илюхин A.C. Развитие стереопарных систем технического зрения.// Сб. науч. тр. «Искусственный интеллект в технических системах».-М.: ГосИФТП, 2004, с. 1-32.

20. Вечканов В.В. и др. Многофункциональная мобильная робототехническая система для атомных АЭС // Роботы и манипуляторы в экстремальных условиях. Материалы научно -технической конференции, 21-24 мая 1996, С.-Петербург, 1996, с. 39 -44.

21. Лупичев Л.Н. и др. Робототехнические системы 100-й и 200-й серий. // Роботы и манипуляторы в экстремальных условиях. Материалы научно- технической конференции, 21-24 мая 1996, С.-Петербург, 1996, с. 44- 47.

22. Джайн А.К. Сжатие видеоинформации: Обзор. // ТИИЭР Том 69 № 3 Март 1981, М. Мир 1981. с. 71-117.

23. Henrique S. Malvar. The LOT: Transform Coding Without Blocking Effects. // IEEE Transactions on Acoustics, Speech and Signal Processing, Vol. 37, No 4, April 1989. c. 553-559.

24. H. S. Malvar. Lapped biorthogonal transforms for transform coding with reduced blocking and ringing artifacts. // Proc. ICASSP-97, volume 3, pages 2421--2424, Apr 1997.

25. A.B. Дворкович, В.П. Дворкович, А.Ю. Соколовым, Д.Г. Макаровым, Г.Н. Мохин, Характерные искажения изображений, возникающих в системах кодирования по стандартам MPEG. // Доклад на конференции DSPA'98, М. 1998.

26. Л.М.Гольденберг, Б.Д.Матюшкин, М.Н.Поляк. Цифровая обработка сигналов: Справочник // М.: Радио и связь, 1985.

27. Yung-Lyul Lee, Hyun-Wook Park, Dong-Seek Park, Yoon-Soo Kim. Filtering for Reducing Blocking Effects and Ringing Noises // ITU Document Q15-F-206 Seoul6 1998

28. Yuk-Hee Chan, Sung-Wai Hong, Wan-Chi Siu, A practical post-processing technique for real-time block-based coding system. // IEEE trans, on Circuits and Systems for Video Technology, Vol.8, No.l, Feb 1998, pp.4-8.

29. Sung Deuk Kim, Jaeyoun Yi, and Jong Beom Ra, A deblocking filter with two separate modes in block-based video coding. // Proceedings of SPIE -Volume 3309 Visual Communications and Image Processing, January 1998, pp. 252-259

30. Jianping Hu, Nadir Sinaceur, Fu Li, Kwok-Wai Tam, Zhigang Fan, Removal of blocking and ringing artifacts in transform coded images. // IEEE Trans, on Image Processing, 6(10): 1345-1357, Oct. 1997

31. Roberto Castagno, Stefano Marsi, Gianni Ramponi, A simple algorithm for the reduction of blocking artifacts in images and its implementation. // IEEE TRANSACTIONS ON CONSUMER ELECTRONICS, vol. 44, pp. 1062 -1070.

32. K. Ramkishor, Pravin Karandikar, A Simple and Efficient Deblocking Algorithm for Low Bit-Rate Video Coding. // Proceedings of International Symposium on Consumer Electronics, Hong Kong 2000.

33. Roberto Castagno, Gianni Ramponi, A rational filter for the removal of blocking artifacts in image sequences coded at low bitrate. // Proceedings of the VIII European Signal Processing Conference EUSIPCO, Trieste, ITALY, September 1996.

34. Tai-Chiu Hsung and Daniel Pak-Kong Lun, IMAGE DEBLOCKING BY SINGULARITY DETECTION. // Proceedings of the 1997 IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing. Vol. 3, pp 1545-1548.

35. R.A.Gopinath, Enhancement of decompressed images at low bit rate. // "Math. Imaging: Wavelet Applications in Signal and Image Processing, pp 266-277, San Diego, 1994.

36. Daben Liu, Sos Agaian, Joseph P.Noonan, Removing compression block artifacts with orthogonal edge basis. // Proceedings of the 1997 IEEE Workshop on Nonlinear Signal and Image Processing.

37. Zixiang Xiong, Michael T. Orchard, Ya-Qin Zhang, A deblocking algorithm for JPEG compressed images using overcomplete wavelet representation. // IEEE Trans, on Circuits and Systems for Video Technology, vol. 7, pp. 433-437, April 1997.

38. Dong Wei and Alan C. Bovik, Enhancement of Compressed Images by Optimal Shift-Invariant Wavelet Packet Basis. // Journal of Visual Communication and Image Representation, Volume 9, Number 1, March1998, pp. 15-24

39. J. E. Odegard, M. Lang, H. Guo, R. A. Gopinath, C. S. Burrus, Nonlinear Wavelet Processing for Enhancement of Images. // Rice University CML Technical Report, May 1994.

40. R. Kutka, A. Kaup, M. Hager, Improving the image quality of block-based video coders by exploiting interblock redundancy // Proc. First Int'l Workshop on Wireless Image/Video Communications, Loughborough, 4-5 Sep. 1996

41. Aria Nosratinia, Embedded Post-Processing for Enhancement of Compressed Images. // p. 62, Data Compression Conference (DCC '99),1999.

42. Stephen A. Martucci, A NEW APPROACH FOR REDUCING BLOCKINESS IN DCT IMAGE CODERS. // Proceedings of the 1998 IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing, Volume: 5, pp. 2549-2552.

43. Stathis Panis, Robert Kutka and Andre Kaup, Reduction of Block Artifacts by Selective Removal and Reconstruction of the Block Borders. // Proceedings 1997 Picture Coding Symposium, ITG-Fachbericht 143, pp. 705-708, Berlin, Sep. 1997

44. Aggelos K. Katsaggelos, Image and Video Recovery. // IEEE International Conference on Image Processing (ICIP-99), Kobe, 1999.

45. С. Andrew Segall and Aggelos K. Katsaggelos, ENHANCEMENT OF COMPRESSED VIDEO USING VISUAL QUALITY MEASUREMENTS. // Proc. 2000 IEEE International Conference on Image Processing, Vancouver, ВС, Canada, Sept. 10-13, 2000.

46. Yongyi Yang, Nikolas P. Galatsanos, Removal of compression artifacts using projection onto convex set and line process modeling. // IEEE Trans, on Image Processing, 6( 10): 1345— 1357, Oct. 1997.

47. Петухов A.C, Свириденко B.A., Жеон Сеун-Хан. Способ уменьшения искажения сжатого видеоизображения и устройство для его реализации. // Заявка на изобретение № 2003114715/09, опубл. БИ и ПМ, №32 (ч.П), 2004, с.329.

48. Петухов А.С., Свириденко В.А. Метод устранения блочных искажений на сжатых видео изображениях. // Цифровая обработка сигналов. 2006 №4. с. 8-14.