Оцінка ефективності нового методу стабілізації яскравості відеопотоку в реальному масштабі часу

• Datum: 2024
• Hauptverfasser: Bilozerskyi, Vladyslav, Bilous, Oleksandr, Dergachov, Konstantin, Кrasnov, Leonid
• Format: Artikel
• Sprache: Ukrainian
• Veröffentlicht: V.M. Glushkov Institute of Cybernetics of NAS of Ukraine 2024
• Schlagworte: відеопотік; середня яскравість кадру; тренд яскравості відео; цифрова фільтрація трендів; алгоритми стабілізації яскравості в реальному масштабі часу
• Online Zugang: https://jais.net.ua/index.php/files/article/view/218
• Назва журналу: Problems of Control and Informatics

Проведено порівняльний аналіз класичних нелінійних методів стабілізації яскравості та підвищення контрастності відеоданих, а також уперше запропоновано оригінальний метод лінійної стабілізації яскравості відеопотоку і працюючий в реальному масштабі часу алгоритм, що його реалізує. Дано обʼєктивну оцінку якості стабілізації яскравості відеоданих за результатами попереднього оброблення порівняно з нелінійними методами. Метою роботи є створення методології аналізу мінливості параметрів відеоданих під впливом негативних чинників і розробка ефективних алгоритмів стабілізації параметрів відеопотоку; ретельно перевіряється достовірність нового методу на реальних відеозаписах, здійснених у різних умовах. Визначено найбільш універсальний, стійкий до зовнішніх впливів та інформативний показник, необхідний для обʼєктивного оцінювання якості відеоданих за різних умов знімання та особливостей освітлення сцени; розроблено та програмно реалізовано лінійний алгоритм, що дає змогу ефективно стабілізувати яскравість відео в реальному масштабі часу. Розробка базується на основі сучасних засобів програмування. Для дослідження проведено статистичний аналіз та попередню обробку параметрів відеопотоку як випадкового просторово-часового процесу, алгоритми обробки відеоданих в реальному масштабі часу шляхом цифрової фільтрації та адаптивної стабілізації параметрів відеопотоку. Запропоновано та експериментально доведено, що оптимальним показником якості відеопотоку є середня кадрова яскравість (Average Frame Brightness — AFB). Описано лінійний алгоритм просторово-часової обробки відеоданих, який генерує послідовність значень AFB з вихідного відеопотоку, а також цифрові алгоритми фільтрації та стабілізації яскравості відеопотоку та досліджено ефективність їх застосування. Наукова новизна отриманих результатів полягає в новому методі аналізу та оцінки параметрів даних відеоспостереження, алгоритмах фільтрації та стабілізації яскравості відеопотоку в реальному масштабі часу. Продуктивність запропонованих алгоритмів перевірено на реальних даних. Алгоритми реалізовані в програмному середовищі Python з використанням функцій бібліотеки OpenCV.