Кирилл Гусев

Аспирант кафедры видеотехники Санкт-Петербургского государственного университета кино и телевидения. В 2007 году защитил магистерскую диссертацию по направлению «Радиотехника», в том же году поступил в аспирантуру СПбГУКиТ. Научные интересы сосредоточены в области цифрового кинематографа, сканирования и цифровой обработки киноизображений.

В конференции участвует в четвертый раз. Награждён призом от компании «Невафильм» – мультимедийным плеером Apple iPOD.

Исследование методов компенсации неравномерности освещенности кадра в фильм-сканере

Фильм-сканеры находят применение в системах производства кинофильмов с промежуточным цифровым этапом, при реставрации архивных кинофильмов цифровыми методами, а также при создании фильмов, предназначенных для показа в цифровых кинотеатрах, когда в фильм должны войти сцены, снятые как традиционными, так и цифровыми кинокамерами.
Одним из параметров, определяющих качество перевода киноизображения в цифровой вид в фильм-сканерах, является неравномерность освещенности кадра в кадровом окне. Неравномерность яркости полученного с фильм-сканера изображения обусловлена как несовершенством оптических систем, имеющих более низкое светопропускание по краям, так и особенностями конструкции осветительной части. Для более равномерного освещения кадрового окна принимаются специальные меры, например, осветитель строится по схеме сферы Ульбрихта. Но даже несмотря на эти меры, добиться идеально равномерной освещенности кадра невозможно. Остаточную неравномерность можно скомпенсировать цифровыми методами.
В основу такой коррекции предлагается положить перемножение отсчетов файлов изображений, получаемых с фильм-сканера, на корректирующую двумерную матрицу коэффициентов. Такая матрица может быть получена из изображений открытого кадрового окна, то есть изображений, полученных съемкой кадрового окна без кинопленки. Однако эти изображения характеризуются зашумленностью, и для получения корректирующих матриц необходимо провести их фильтрацию. При этом к фильтрации не предъявляется настолько же жестких требований, как при шумоподавлении на сюжетном изображении, так как неравномерность носит низкочастотный характер, полезные высокочастотные детали отсутствуют. Еще один способ борьбы с шумом – накопление серии изображений и их последующее усреднение. Если усреднение производится по n кадрам, то отношение сигнал/шум улучшается в vn раз. Кроме того, изображение открытого кадрового окна можно рассматривать как двумерную функцию, отсчеты которой взяты с некоторой ошибкой. Для получения корректирующей матрицы можно произвести аппроксимацию такой функции при помощи сплайнов.
В работе рассмотрены методы коррекции неравномерности, получение корректирующих матриц в которых осуществляется с применением:
• фильтрации изображения открытого кадрового окна;
• усреднения по нескольким кадрам;
• аппроксимации бикубическими сплайнами.
Изложены математические основы этих методов; выявлены достоинства и недостатки. Приведены и проанализированы практические результаты их применения.