Разработка методов и средств автоматизации контроля поверхностного износа киноленты с использованием оцифровки изображения

• Автор: Спичихин, Александр Михайлович
• Шифр специальности: 05.11.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 150 с. : ил.

Оглавление
Введение
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПО ПОВЕРХНОСТНОМУ ИЗНОСУ ФИЛЬМОВЫХ
МАТЕРИАЛОВ И ИХ РЕСТАВРАЦИИ
1.1.Причины возникновения поверхностного износа на киноленте и оценка ее технического состояния
1.2.Методы реставрации фильмовых материалов
1.3.Оптико-механические устройства обнаружения царапин на
поверхностях фильмовых материалов
1.4.Обнаружение царапин в отраженном свете
1.5.Цифровые методы обнаружения и удаления дефектов в
изображении
2. СПОСОБЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ИЗНОСА ПОВЕРХНОСТИ КИНОЛЕНТ
2.1.Отделение изображения дефектов от сюжетного изображения
фильма
2.2.Принципы построения систем для автоматического контроля
износа поверхности киноленты
2.3.Конструктивные решения рабочих зон МТЛ и систем автоматического контроля
2.4.Сравнительный анализ вариантов систем автоматического контроля
3. ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ СКАНИРОВАНИЯ ДЛЯ УСТРОЙСТВ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
3.1.Требования к устройствам автоматического контроля со сканированием киноленты
3.2.Математическая модель преобразования изображения царапины
при оцифровке
3.3.Выбор ширины области сканирования и размеров
светового штриха для камеры с линейным сенсором
3.4.Расчет параметров сканирующих камер с линейным и
матричным сенсором
3.5.Расчет предельной ширины царапины на киноленте, видимой
глазом, в условиях кинопроекции

3.6.Расчет параметров сканирования при условии обнаружения царапин на киноленте предельно малой ширины, видимой
глазом
3.7.Анализ влияния неравномерности движения киноленты на оцифрованное изображение при линейном сканировании и непрерывном транспортировании киноленты
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ АНАЛИЗА ПОВЕРХНОСТНЫХ ДЕФЕКТОВ КИНОЛЕНТЫ В ОЦИФРОВАННОМ ИЗОБРАЖЕНИИ УСТРОЙСТВАМИ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
4.1.Исследование методов обнаружения дефектов сканированием изображения
4.2. Алгоритмы анализа оцифрованного изображения в системах автоматического контроля
4.2.1. Алгоритм для выбора метода реставрации киноленты
4.2.2. Алгоритм для исправления дефектов в оцифрованном изображении
4.2.3. Алгоритм для диагностики настройки МТЛ киноаппаратуры
4.3.Перечень дефектов и возможных причин их образования на киноленте
4.4.Алгоритм автоматического нахождения категории технического состояния киноленты
4.5.Определение взаимосвязи между объективным критерием контрастной ширины царапины и субъективной оценкой
заметности дефектов на изображении
4.6.Описание практически целесообразных устройств
автоматического контроля
Заключение
Список использованной литературы
Список публикаций по теме диссертации
Приложение
Приложение
Введение

Необходимость проведения исследований по разработке методов и устройств автоматического контроля поверхностного износа фильмовых материалов обусловлена не только с точки зрения большого парка киноаппаратуры, работающей с гибким носителем, но и актуальностью реставрации оригинальных фильмовых материалов, а также перевода изображения с киноленты на твердотельные носители с целью их архивирования. Например, в Госфильмофонде, где хранится более 65 тыс. кинофильмов, ведется большая работа по их оцифровке с целью сохранения и возможности показать старые фильмы массовому зрителю.
До недавнего времени разработке устройств автоматического контроля поверхностного износа киноленты мешало отсутствие камер с высокоразрешающими светочувствительными сенсорами. Появление таких сенсоров, а также камер машинного видения с возможностью регулирования параметров сканирования, позволяет ставить задачу разработки автоматизированного комплекса для контроля поверхностного износа киноленты при различных условиях эксплуатации.
Вопросы теории и практики систем контроля поверхностного износа киноленты получили развитие в трудах Ыешпеуег Т, Алмазова В.Е., Болховитяновой О.Н., Киселева Н. Г., Бурдыгиной Г.И. и др.
Дефекты поверхности фильмовых материалов в значительной мере влияют на качество изображения, поэтому при эксплуатации этих материалов стремятся максимально уменьшить вероятность их появления. Причиной образования дефектов на киноленте могут стать нагар и загрязнение на рабочих поверхностях механизма транспортирования ленты (МТЛ), затягивание витков в рулонах, неточная регулировка элементов МТЛ, неправильная заправка киноленты и пр.
Контроль состояния поверхности киноленты осуществляют в фильмофонде, прокатной сети, кинотеатрах. Традиционно определение

полуавтоматическое выделение в нем дефектных участков и замену интенсивности дефектных пикселей на интенсивность близлежащих неповрежденных участков внутри кадра или в последовательности кадров.
В связи с ростом производительности микропроцессоров, низкой стоимостью вычислительной техники и ростом популярности использования цифровых методов обработки изображений, стало актуальным применение цифровой реставрации старых фильмов. Достаточно много работ посвящено этой проблеме [69]. В частности, был представлен ряд методов для удаления линеобразных царапин, которые обычно являются вертикальными линиями по всему кадру. С помощью обработки изображения могут быть определены вертикальные царапины, как несколько столбцов в изображении, где информация об интенсивности полностью утеряна.
В одном кадре все царапины не обязательно вызваны одними и теми же причинами, следовательно, для того, чтобы справиться со всеми из них, часто используется комплекс моделей. Кроме того, полностью автоматической реставрации очень трудно достичь, потому что коррекция смещения яркости, обнаружение и удаление царапин на кадре и, уменьшение шума и т.д., представляют собой основные препятствия на пути решения данной проблемы [70].
Некоторые компании реализовали ручные или полуавтоматические система цифровой реставрации фильма [81], другие представили полностью автоматические системы [85], но только для определенного класса дефектов. Существующие системы все еще далеки от реализации в полностью автоматизированную систему, способную справиться с любыми повреждениями кадров.
Алгоритмы обнаружения царапины на изображении были представлены Buisson с соавторами в работах [61, 77], они сочетают в себе два детектора: морфологической трансформации [67] и динамического детектора (Фильтра Kalman). Морфологические фильтры [65] и методы оценки движения, для отслеживания царапин на кадре, представляют собой хороший способ