Исследование и разработка методов контроля качества восстановления фонограмм

Естественное старение материалов, условия эксплуатации и хранения привели к угрозе потери значительного количества архивных кинофильмов, которая может быть ликвидирована энергичными мерами по организации их копирования на современные носители информации. Вместе с тем архивные фонограммы обладают специфическими дефектами, обусловленными старением и условиями хранения. В настоящее время восстановление каждого кинофильма очень кропотливый, медленный и дорогостоящий процесс в силу субъективных методов устранения дефектов и слабой автоматизации этого процесса. Огромное количество фонограмм, нуждающихся в срочном перекопиро-ваннии, делает чрезвычайно актуальной задачу типизации основных дефектов и автоматизации этого процесса.

Процесс копирования состоит из ряда последовательных фотографических операций: изготовление негатива и эталонной копии, дубль-негатива, предназначенного для тиражирования, изготовление фильмокопий массовой печати и изготовления копий для длительного хранения (в настоящее время в оцифрованном виде).

В силу большого числа технологических факторов многозвенного кинематографического процесса необходимо создание аппаратно-технологического комплекса контроля этих процессов на базе вычислительной техники.

В работах Ч.Э. К. Миза, Т. Х. Джеймса, Н. Н. Гороховского, В. Г. Комара, П. В. Козлова, К. В. Чибисова, Н. И. Кириллова, В. С. Чельцова, Д. Нюберга, Л. Ф. Артюшина, Н. С. Овечкиса, Р.У. Г. Ханта, К.Дж.Бартлесона, Н. Ота были установлены основные принципы копирования и требования, которым должны удовлетворять кинопленки по градационным, спектральным и структурным свойствам.

Службы архивов кинематографии, обладая уникальными материалами, многие из которых существуют в единственных экземплярах, прилагают значительные усилия для обеспечения их сохранности. Тем не менее, непрерывно возникают новые, неизвестные ранее, проблемы и ситуации, приводящие к потерям архивных материалов при длительном хранении. Многие из этих материалов безвозвратно разрушаются. В такой же степени это относится и к фонограммам. Основные требования, обеспечивающие стабильность параметров фонограмм для кинематографии и телевидения при их хранении, определены международным и отечественным стандартами. Стандартами ИСО установлены предпочтительные условия хранения звуковых фонограмм, находящихся в фонотеках или архивах.

В диссертационной работе Ковалевской Н. С. и статьях [23,24,25, 26,27,28] рассмотрены концепция долговременного хранения аналоговых фонограмм кинофильмов посредством перевода их в цифровую форму записи с последующим копированием цифровых копий. Основное внимание уделено аппаратным методам контроля качества воспроизведения:

— разработке тест-фильмов, позволяющих проводить контроль установки магнитных головок без изменения их положения;

— разработке метода контроля и регулировки фазо-частотных характеристик стереоканалов и др.

Следует отметить, что при этом не учитывается ряд важных факторов:

— отсутствует технология перевода фонограмм архивных фильмовых материалов в цифровую форму, основанная на учете изменения геометрии звуковых дорожек в результате усадки и динамических характеристик транспортирования конкретного носителя даже в условиях идеальных механизмов;

— нет инструментальных средств анализа и контроля сигналов фонограмм архивных фильмовых материалов и др.

Существо работы заключается в разработке технологии контроля качества фонограмм архивных материалов, создании параметрической модели преобразования звукового сигнала, разработке алгоритмов выбора параметров модели на основании анализа конкретных фонограмм, автоматизации процесса контроля качества фонограмм, внедрении разработанной технологии.

В работе ставится задача анализа специфических дефектов звукового сигнала фонограмм архивных кинофильмов в автоматическом режиме, запись и контроль качества восстановленной фонограммы на цифровом носителе.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие научные задачи:

— структурный анализ и классификация звукового сигнала фонограммы архивных фильмовых материалов;

— создание математической модели с применением вейвлет-анализа для анализа восстановленных фонограмм звукового сопровождения кинофильма;

— разработка методов и технологии контроля качества фонограмм на основании анализа звукового сигнала фонограммы.

— обоснование выбора программного обеспечения для проведения процедуры контроля качества фонограмм;

— разработка пользовательского интерфейса для решения задач контроля качества восстановления фонограмм.

На защиту вынесены следующие основные положения:

— технология копирования и восстановления фонограмм;

— применение вейвлет-анализа для анализа качества восстановления фонограмм;

— структурный и статистический анализ шумов фонограмм методом вейвлет-анализа;

— аппаратные методы и применение программных средств для анализа качества восстановления фонограмм.

При проведении теоретических исследований использовались положения теории спектрального и вейвлет-анализа, теории вероятности и математической статистики. При разработке технологии копирования и восстановления фонограмм применялись методы экспертных оценок и основы прикладной метрологии. Для качественного и количественного анализа достоверности разработанных моделей использовались методы компьютерного моделирования.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы.

Выводы по работе.

Научная новизна.

1. Предложено математическое описание характеристик шумов с помощью вейвлет-анализа в частотной области.

2. Получены аналитические зависимости, связывающие характеристики вейвлет-анализа с параметрами, характеризующими стабильность копирования и воспроизведения фонограмм.

3. Разработана модель статистического анализа стабильности характеристик шумов.

Практическая ценность. Полученные в работе результаты являются методологической основой, обеспечивающей копирование фонограмм гарантированного уровня качества. Их практическая ценность состоит в том, что они позволяют:

1. Разработать технологию контроля качества фонограмм по характеристикам шумов с использованием вейвлет-анализа,.

2. Разработать рекомендации по применению программных средств, обеспечивающих проведение процедуры контроля качества и восстановления фонограмм,.

3. Выполнить компьютерное моделирование и сформировать критерии для контроля качества фонограмм,.

4. Обеспечить сопоставимость результатов контроля, полученных при использовании различных методов, средств и процедур измерений.

Реализация и внедрение результатов работы.

Создание на базе Госфильмофонда России участка контроля и копирования на цифровой носитель архивных фонограмм. Подготовка и утверждение соответствующего технологического регламента.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на четырех конференциях:

— международной 1-ой конференции «Современные технологии в кинематографии», Санкт-Петербург-Репино, 15−17 апреля 2004,.

— международной П-ой конференции «Современные технологии в кинематографии», Москва, 07−09 апреля 2005,.

— международной УШ-ой конференции «Современные технологии в кинематографии», Санкт-ПетербургРепино, 12−14 апреля 2006,.

— международной конференции «О порядке сдачи-приемки исходных фильмовых материалов кинои видеофильмов на постоянное хранение в Госфильмофонд России», Москва, октябрь 2005.

Публикации.

По задачам, решённым в диссертационной работе, и по результатам диссертационных исследований опубликовано три научные работы (из них: одна — монография) и получен один патент на изобретение.

Заключение

.

Рекомендованная в работе комплексная система обеспечивает оперативный аппаратный контроль качественных параметров записанного сигнала.

Сочетание вайвлет-анализа, статистических оценок и кластеризации позволяет более эффективно проводить диагностирование характеристик шумов акустических сигналов.

Разработаны рекомендации по применению соответствующего программного обеспечения. Данный комплекс обеспечивает регистрацию основных параметров записанного сигнала. При этом значительно уменьшится «человеческий фактор» при контроле фонограмм.

В процессе выполнения работы использовались фонограммы следующих фильмов (табл.4.1).