Кирилл Гусев

Магистрант кафедры видеотехники Санкт-Петербургского государственного университета кино и телевидения. В 2005 году защитил бакалаврскую диссертацию по направлению «Радиотехника», в настоящее время является магистрантом второго года обучения. Научные интересы сосредоточены в области цифрового кинематографа, обнаружения и оценки движения, колориметрии. После окончания университета планирует работать на кафедре и продолжить обучение в аспирантуре.

В конкурсе принимает участие в третий раз. В этом году тема его доклада «Коррекция неустойчивости кадра кинофильма в системах цифрового кинематографа» (тезисы доклада).

Награжден поездкой в Амстердам на выставку и конференцию IBC в сентябре 2007 г. от IABM. Приз от компании «Невафильм» – портативный мультимедийный плеер iPOD.

В свободное время увлекается фотографией.

КОРРЕКЦИЯ НЕУСТОЙЧИВОСТИ КАДРА КИНОФИЛЬМА В СИСТЕМАХ ЦИФРОВОГО КИНЕМАТОГРАФА

FRAME UNSTEADINESS CORRECTION METHODS IN DIGITAL CINEMA SYSTEMS


Под неустойчивостью понимают неточное положение каждого последующего кадра относительно кадрового окна при проекции. Различают вертикальную и горизонтальную неустойчивость. Численно её определяют как расстояние между крайними положениями одноимённых точек кадра в данном направлении.

В системах электронного кинематографа проблемы неправильной настройки механизма транспортирования ленты и усадки ленты отсутствуют, однако они могут возникнуть в процессе оцифровке старых фильмов. И какой бы совершенной не была механическая часть фильм-сканера, старение пленки и повреждения перфораций дадут о себе знать, в том числе и дрожанием кадра электронной копии.

Для кадра электронного кинематографа 4K (разрешением 4096x2160 точек) величина допустимой неустойчивости, пересчитанная из допуска традиционного кино (где она не должна превышать 0,020 мм), составит 6 точек, но индустрия требует полного ее устранения, а компьютерные методы обработки видео вполне могут справиться с этой задачей.

В работе приводится классификация таких методов и подробно рассматривается один из них – компенсация нестабильности кадра с помощью вычисления вектора движения. Сам вектор движения находится методом фазовой корреляции, то есть вычисления функции взаимной корреляции сигналов двух кадров, по положению максимума которой можно определить значение сдвига между ними. На это значение кадр сдвигается в направлении, противоположном вектору движения, проведенному из начала координат в точку максимума. Функция корреляции может быть найдена во временной области с использованием свертки, что требует больших вычислительных затрат. Вместо этого с помощью быстрого преобразования Фурье (БПФ) находятся спектры двух кадров, и корреляционная функция вычисляется в частотной области как произведение амплитудных спектров и разность фазовых, после чего переход во временную (или, точнее, пространственную) область осуществляется с помощью обратного БПФ.

В системе Matlab были созданы функции, позволяющие моделировать сдвиг кадра относительно предыдущего и вычислять вектор движения методом фазовой корреляции. Первая осуществляет чтение изображений и их обрезку таким образом, что изображения на выходе соответствуют разным областям исходных. При помощи второй были проведены исследования влияния на точность метода таких факторов как наличие движения в кадре и введение нормировки амплитудного спектра (приравнивания всех ненулевых составляющих к одной величине). Было предложено вычислять функцию взаимной корреляции не самих изображений, а результата выделения их контуров (при помощи стандартной функции edge), что также повышает точность определения максимума функции корреляции, а, следовательно, и нахождения вектора движения.
На основе данных функций разработана программа, устраняющая нестабильность кадра в реальной видеопоследовательности. Демонстрируется ее работа на образце, полученном при пересъемке фильма с киноленты на видеокамеру формата DV.