Технологии обработки видеоинформации

     • планирование - функция, определяющая цель функционирования экономической системы на различные периоды времени (стратегическое, тактическое, оперативное планирование);

     • учет - функция, отображающая состояние объекта управления в результате выполнения хозяйственных процессов;

     • контроль - функция, с помощью которой определяется отклонение учетных данных от плановых целей и нормативов;

     • оперативное управление - функция, осуществляющая регулирование всех хозяйственных процессов с целью исключения возникающих отклонений в плановых и учетных данных;

     • анализ - функция, определяющая тенденции в работе экономической системы и резервы, которые учитываются при планировании на следующий временной период.

     ЭИС связывает объект и систему управления между собой и с внешней  средой через информационные потоки:

     ИП 1 - информационный поток из внешней среды в систему управления, который, с одной стороны, представляет поток нормативной информации, создаваемый государственными учреждениями в части законодательства, а, с другой стороны, - поток информации о конъюнктуре рынка, создаваемый конкурентами, потребителями, поставщиками;

     ИП 2- информационный поток из системы  управления во внешнюю среду, а именно: отчетная информация, прежде всего финансовая информация в государственные органы, инвесторам, кредиторам, потребителям; маркетинговая информация потенциальным потребителям;

     ИП  З- информационный поток из системы управления на объект управления (прямая кибернетическая связь), представляющий совокупность плановой, нормативной и распорядительной информации для осуществления хозяйственных процессов;

     ИП 4- информационный поток от объекта  управления в систему управления (обратная кибернетическая связь), который  отражает учетную информацию о состоянии  объекта управления экономической  системы (сырья, материалов, денежных, энергетических, трудовых ресурсов, готовой продукции и выполненных услуг) в результате выполнения хозяйственных процессов.

     ЭИС накапливает и перерабатывает поступающую  учетную информацию и имеющиеся  нормативы и планы в аналитическую информацию, служащую основой для прогнозирования развития экономической системы, корректировки ее целей и создания планов для нового цикла воспроизводства.

     К обработке информации в ЭИС предъявляются  следующие требования:

     • полнота и достаточность информации для реализации функций управления;

     • своевременность предоставления информации;

     • обеспечение необходимой степени  достоверности информации в зависимости  от уровня управления;

     • экономичность обработки информации: затраты на обработку данных не должны превышать получаемый эффект;

     • адаптивность к изменяющимся информационным потребностям пользователей.

     В соответствии с характером обработки  информации в ЭИС на различных  уровнях управления экономической  системой (оперативном, тактическом и стратегическом) выделяются следующие типы информационных систем:

     • системы обработки данных (ЕDP – electronic data processing);

     • информационной системы управления (МIS – management information system);

     • системы поддержки принятия решений (DSS – decision support system).

     Системы обработки данных (СОД) предназначены для учета и оперативного регулирования хозяйственных операций, подготовки стандартных документов для внешней среды (счетов, накладных, платежных поручений). Горизонт оперативного управления хозяйственными процессами составляет от одного до несколько дней, и реализует регистрацию и обработку событий, например, оформление и мониторинг выполнения заказов, приход и расход материальных ценностей на складе, ведение табеля учета рабочего времени и т.д. Эти задачи имеют итеративный, регулярный характер, выполняются непосредственными исполнителями хозяйственных процессов (рабочими, кладовщиками, администраторами и т.д.) и связаны с оформлением и пересылкой документов в соответствии с четко определенными алгоритмами. Результаты выполнения хозяйственных операций через экранные формы вводятся в базу данных.

     Информационные  системы управления (ИСУ) ориентированы на тактический уровень управления: среднесрочное планирование, анализ и организацию работ в течение нескольких недель (месяцев), например, анализ и планирование поставок, сбыта, составление производственных программ. Для данного класса задач характерны регламентированность (периодическая повторяемость) формирования результатных документов и четко определенный алгоритм решения задач, например, свод заказов для формирования производственной программы и определение потребности в комплектующих деталях и материалах на основе спецификации изделий. Решение подобных задач предназначено для руководителей различных служб предприятий(отделов материально-технического снабжения и сбыта, цехов и т.д.). Задачи решаются на основе накопленной базы оперативных данных.

     Системы поддержки принятия решений (СППР) используются в основном на верхнем уровне управления (руководства фирм, предприятий, организаций), имеющих стратегическое долгосрочное значение в течение года или нескольких лет. К таким задачам относятся формирование стратегических целей, планирование привлечения ресурсов, источников финансирования, выбор места размещения предприятий и т.д. Реже задачи класса СППР решаются на тактическом уровне, например при выборе поставщиков или заключении контрактов с клиентами. Задачи СППР имеют, как правило, нерегулярный характер.

     Идеальной считается ЭИС, которая включает все три типа перечисленных информационных систем. В зависимости от охвата функций и уровней управления различают корпоративные (интегрированные) и локальные ЭИС.

     Корпоративная (интегрированная) ЭИС автоматизирует все функции управления на всех уровнях  управления. Такая ЭИС является многопользовательской, функционирует в распределенной вычислительной сети.

     Локальная ЭИС автоматизирует отдельные функции управления на отдельных уровнях управления. Такая ЭИС может быть однопользовательской, функционирующей в отдельных подразделениях системы управления.

     Обычно  выделяют функциональные и обеспечивающие подсистемы. Функциональные подсистемы ЭИС информационно обслуживают определенные виды деятельности экономической системы (предприятия), характерные для структурных подразделений экономической системы и (или) функций управления. Интеграция функциональных подсистем в единую систему достигается за счет создания и функционирования обеспечивающих подсистем, таких, как информационная, программная, математическая, техническая, технологическая, организационная и правовая подсистемы.

     Развитие  методов интеллектуального анализа  данных на основе применения концепций  информационных хранилищ, экспертных систем, систем моделирования бизнес-процессов, реализованных в контуре общей  информационной системы, способствуют усилению обоснованности принимаемых  управленческих решений.

     Таким образом, современные информационные системы обеспечивают оперативность  коммуникации и интеграцию участников бизнес-процессов, повышают качество принимаемых  решений на всех уровнях управления. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     3 Технологии обработки видеоинформации 

     Чтобы хранить и обрабатывать видео  на компьютере, необходимо закодировать его особым образом. Изображение  в видео состоит из отдельных  кадров, которые меняются с определенной частотой. Кадр кодируется как обычное  растровое изображение, то есть разбивается  на множество пикселей. Закодировав  отдельные кадры и собрав их вместе, можно описать все видео.

     Видеоданные характеризуются частотой кадров и  экранным разрешением. Скорость воспроизведения  видеосигнала составляет 30 или 25 кадров в секунду, в зависимости от телевизионного стандарта. Наиболее известными из таких  стандартов являются: SECAM, принятый в России и Франции, PAL, используемый в Европе, и NTSC, распространенный в Северной Америке и Японии. Разрешение для стандарта NTSC составляет 768 на 484 точек, а для PAL и SECAM – 768 на 576 точек. Не все пиксели используются для хранения видеоинформации. Так, при стандартном разрешении 768 на 576 пикселей, на экране телевизора отображается всего 704 на 540 пикселей. Поэтому для хранения видеоинформации в компьютере или цифровой видеокамере, размер кадра может отличаться от телевизионного. Например, в формате Digital Video или, как его еще называют DV, размер кадра составляет 720 на 576 пикселей. Такое же разрешение имеет кадр стандарта DVD Video. Размер кадра формата Video-CD составляет 352 на 288 пикселей.

     В основе кодирования цветного видео  лежит известная модель RGB. В телевидении  же используется другая модель представления  цвета изображения, а именно модель YUV. В такой модели цвет кодируется с помощью яркости Y и двух цветоразностных  компонент U и V, определяющих цветность. Цветоразностная компонента образуется путем вычитания из яркостной  компоненты красного и зеленого цвета. Обычно используется один байт для  каждой компоненты цвета, то есть всего  для обозначения цвета используется три байта информации. При этом яркость и сигналы цветности  имеют равное число независимых  значений. Такая модель имеет обозначение 4:4:4.

     Опытным путем было установлено, что человеческий глаз менее чувствителен к цветовым изменениям, чем к яркостным. Без видимой потери качества изображения можно уменьшить количество цветовых оттенков в два раза. Такая модель обозначается как 4:2:2 и принята в телевидении. Для бытового видео допускается еще большее уменьшение размерности цветовых составляющих, до 4:2:0.

     Если  представить каждый кадр изображения  как отдельный рисунок указанного выше размера, то видеоизображение будет  занимать очень большой объем, например, одна секунда записи в системе PAL будет занимать 25 Мбайт, а одна минута – уже 1,5 Гбайт. Поэтому на практике используются различные алгоритмы сжатия для уменьшения скорости и объема потока видеоинформации. Если использовать сжатие без потерь, то самые эффективные алгоритмы позволяют уменьшить поток информации не более чем в два раза. Для более существенного снижения объемов видеоинформации используют сжатие с потерями.

     Среди алгоритмов с потерями одним из наиболее известных является MotionJPEG или MJPEG. Приставка Motion говорит, что алгоритм JPEG используется для сжатия не одного, а нескольких кадров. При кодировании видео принято, что качеству VHS соответствует кодирование MJPEG с потоком около 2 Мбит/с, S-VHS – 4 Мбит/с.

     Свое  развитие алгоритм MJPEG получил в  алгоритме DV, который обеспечивает лучшее качество при таком же потоке данных. Это объясняется тем, что  алгоритм DV использует более гибкую схему компрессии, основанную на адаптивном подборе коэффициента сжатия для  различных кадров видео и различных  частей одного кадра. Для малоинформативных  частей кадра, например, краев изображения, сжатие увеличивается, а для блоков с большим количеством мелких деталей уменьшается.

     Еще одним методом сжатия видеосигнала является MPEG. Поскольку видеосигнал  транслируется в реальном времени, то нет возможности обработать все  кадры одновременно. В алгоритме MPEG запоминается несколько кадров. Основной принцип состоит в предположении  того, что соседние кадры мало отличаются друг от друга. Поэтому можно сохранить  один кадр, который называют исходным, а затем сохраняются только изменения  от исходного кадра, называемые предсказуемыми кадрами. Считается, что за 10-15 кадров картинка изменится настолько, что  необходим новый исходный кадр. В  результате при использовании MPEG можно  добиться уменьшения объема информации более чем в двести раз, хотя это  и приводит к некоторой потере качества. В настоящее время используются алгоритм сжатия MPEG-1, разработанный  для хранения видео на компакт-дисках с качеством VHS, MPEG-2, используемый в  цифровом, спутниковом телевидении  и DVD, а также алгоритм MPEG-4, разработанный  для передачи информации по компьютерным сетям и широко используемый в  цифровых видеокамерах и для домашнего  хранения видеофильмов.

     Обычный компьютер не имеет в своем  составе оборудования для ввода  и обработки видео. Поэтому на него необходимо устанавливать дополнительное оборудование. Это оборудование может  быть самым различным в зависимости  от того, какие задачи необходимо решать. Кроме того, сам компьютер должен отвечать определенным требованиям.

     Для захвата и обработки видео  особых требований к компьютеру не предъявляется, лишь бы он был оборудован звуковой платой и имел жесткий диск достаточного объема и скорости. Следует  учитывать, что один час видео  в хорошем качестве будет занимать на диске около 20 Гбайт информации. При этом результат работы программы  обработки видео необходимо куда-то сохранять, поэтому необходимый  объем должен быть больше в два  раза. Что касается скорости работы диска, то лучше выбирать жесткие  диски, имеющие скорость вращения 7200 оборотов в минуту и больше. Для того чтобы снимать на видео и обрабатывать полученные фильмы на компьютере, прежде всего, необходима видеокамера. В настоящее время используются три разновидности видеокамер: аналоговые, цифровые и Web-камеры.