BC/NW 2007, №1, (10) :3.3

 

АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПЛАТАМИ ВИДЕОВВОДА

В СИСТЕМЕ КОМПЬЮТЕРНОГО ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ

 

А.С. Афанасенко, Б.С. Тимофеев

(г. С-Петербург ГУАП,)

 

В докладе рассматривается система автоматического управления аналоговым декодером платы видеввода, позволяющая улучшить качество видеосигнала за счет эффективного использования динамического диапазона, а также частичного или полного устранения искажений типа заплываний [1].

Платы видеоввода, применяемые в современных системах видеонаблюдения, предоставляют возможность программным путем управлять различными параметрами декодера видеосигнала (декодер представляет собой устройство, производящее разделение полного телевизионного сигнала на компоненты и их предварительную обработку), в том числе яркостью, контрастом, цветовым тоном и насыщенностью. Все эти настройки, как правило, предоставляются пользователю для ручной регулировки в виде окна пользовательского интерфейса. Однако при отсутствии оператора или при значительном изменении условий съемки текущие настройки платы видеоввода могут не обеспечивать максимально возможного качества изображения. Неправильная настройка декодера может привести к существенным и зачастую неустранимым искажениям. Например, сильное увеличение яркости приводит к так называемым «заплываниям», когда из-за ограничения сигнала сверху часть изображения оказывается окрашенное в белый цвет. Недостаточная контрастность делает изображение менее информативным как для визуального восприятия, так и для цифровой обработки. Цифровые методы коррекции гистограммы (эквализация, гамма-коррекция и др.) позволяют максимально использовать динамический диапазон цифрового видеосигнала, однако влекут за собой разрежение шкалы квантования, что негативно сказывается на качестве изображения. Коррекция яркости и контраста, проводимая в аналоговом тракте (до АЦП) лишена этого недостатка.

Разработанная система автоматического управления использует нечеткий логический вывод. Входными параметрами являются количественные характеристики, извлекаемые из изображения: динамический диапазон, средняя яркость, коэффициенты заплывания в белое и черное и др. Выходными параметрами являются величины требуемого изменения яркости, контраста и насыщенности. Для обеспечения гибкости системы разработан модуль интерпретации языка FCL, являющегося стандартом описания  систем нечеткого вывода [2]. Автоматическая настройка видеодекодера может производиться как в однократном режиме (по запросу пользователя или через заданные промежутки времени), так и в непрерывном, при этом устойчивость работы системы обеспечивается инерционным звеном.

Проведен ряд экспериментов с несколькими платами видеоввода и различными источниками видеосигнала, в результате которых сформирована база правил нечеткого логического вывода, обеспечивающая минимальное время настройки декодера. Для оптимизации системы использован аппарат гибридных нейро-нечетких структур [3].

Несмотря на обширную номенклатуру плат, используемых при видеонаблюдении, большинство из них совместимо с технологией Microsoft DirectShowä, что позволяет разрабатывать программное обеспечение, отчасти абстрагируясь от конкретных образцов аппаратуры. Предлагаемая система реализована в виде независимого объекта DirectShow и поэтому полностью готова к коммерческому применению.

 

Литература:

1 Певзнер Б. М. Качество цветных телевизионных изображений//М.: Радио и связь, 1988

2 IEC 1131 - Programmable Controllers, Part 7 - Fuzzy Control Programming//IEC TC65/WG 7/TF8, 1997

3 Леоненков А. В. Нечеткое моделирование в среде Matlab и FuzzyTech//СПб.: БХВ-Петербург, 2005