Crystal-based video systems: New architectural solutions in problems of video information processing

2013 ◽  
Vol 74 (4) ◽  
pp. 684-689
Author(s):  
A. K. Tsytsulin ◽  
Sh. S. Fahmi
2017 ◽  
Vol 2 (3) ◽  
pp. 48 ◽  
Author(s):  
Vitaliy Boyun

Real time video systems play a significant role in many fields of science and technology.  The range of their applications is constantly increasing together with requirements to them, especially it concerns to real time video systems with the feedbacks. Conventional fundamentals and principles of real-time video systems construction are extremely redundant and do not take into consideration the peculiarities of real time processing and tasks, therefore they do not meet the system requirements neither in technical plan nor in informational and methodical one. Therefore, the purpose of this research is to increase responsiveness, productivity and effectiveness of real time video systems with a feedback during the operation with the high-speed objects and dynamic processes. The human visual analyzer is considered as a prototype for the construction of intelligent real time video systems. Fundamental functions, structural and physical peculiarities of adaptation and processes taking place in a visual analyzer relating to the information processing, are considered. High selectivity of information perception and wide parallelism of information processing on the retinal neuron layers and on the higher brain levels are most important peculiarities of a visual analyzer for systems with the feedback. The paper considers two directions of development of intelligent real time video systems. First direction based on increasing intellectuality of video systems at the cost of development of new information and dynamic models for video information perception processes, principles of control and reading parameters of video information from the sensor, adapting them to the requirements of concrete task, and combining of input processes with data processing. Second direction is associated with the development of new architectures for parallel perception and level-based processing of information directly on a video sensor matrix. The principles of annular and linear structures on the neurons layers, of close-range interaction and specialization of layers, are used to simplify the neuron network.


Author(s):  
Sh.S. Fahmi ◽  
S.N. Turusov ◽  
N.V. Shatalova ◽  
M.A. Asaul

Кодирование видеоинформации обычно относится к вычислительной технологии, которая сжимает изображение и преобразует его в двоичный код (т.е. биты), чтобы уменьшить объём информации с целью хранения и передачи. Часто на практике кодирование приводит к потере качества, поэтому оценка эффективности кодирования осуществляется в двух аспектах: во-первых, это скорость передачи, измеряемая в битах, чем меньше, тем лучше во-вторых, понесенные потери, измеряемые субъективным качеством восстановленной видеоинформации, чем выше качество, тем лучше. Современные решения в сфере многоуровневого кодирования видеоинформации представляют стандарты MPEGx, использующие предсказание движения, и относятся к классу, так называемых, трудно формализуемых задач. Эти стандарты исчерпали себя и необходимы новые подходы, позволяющие увеличить эффективность кодирования путем не только максимального приближения к эпсилон-энтропии источника, но и какими информационными средствами достигнуто данное приближение и, в первую очередь, с какими точностью, скоростью и сложностью видеосистем. В работе рассматриваются вопросы, связанные с оценкой количества информации, необходимой для передачи характерных точек объектов на изображениях путём рекурсивного разбиения на полигоны различной формы и размера. Разработаны рекуррентные соотношения для оценки зависимости количества информации для кодирования характерных точек изображений от таких параметров, как разрядности данных, числа полигонов после разбиения, размера и формата изображений.Video encoding typically refers to computing technology that compresses an image and converts it into binary code (i.e. bits) to reduce the amount of information for the purpose of storage and transmission. Often in practice, encoding leads to loss of quality, therefore, the evaluation of encoding efficiency is carried out in two aspects: first, it is the transmission rate measured in bits, the less the better second, the losses incurred, measured by the subjective quality of the restored video information, the higher the quality, the better. Modern solutions in the field of multilevel encoding of video information are MPEGx standards that use motion prediction belong to the class of so-called, difficult to formalize problems. These standards are exhausted and need new approaches to increase the coding efficiency by not only the closest approach to Epsilon-entropy source, but what the information means to achieve this approach and, primarily, the precision, speed and complexity of video systems. The paper deals with the issues related to the assessment of the amount of information required to transfer the characteristic points of objects in the images by recursive partitioning into polygons of different shapes and sizes. Recurrence relations are developed to estimate the dependence of the amount of information to encode the characteristic points of images on such parameters as the bit depth of data, the number of polygons after splitting, the size and format of images.


2021 ◽  
pp. 134-141
Author(s):  
Ш.С. Фахми ◽  
Н.В. Шаталова ◽  
Е.В. Костикова ◽  
Н.Ю. Пышкина ◽  
Ю.И. Васильев

На современном этапе развития интеллектуальных морских технологий необходимо включить в состав видеосистемы обработки изображений две подсистемы передачи видеоинформации морских сюжетов. Во первых на основе спектрального преобразования сигналов из пространственной области в частотную для оперативной доставки видеоинформации, полученной с различных камер подводного и надводного наблюдения. Во вторых, на основе пространственных методов обработки, без перехода в спектральную область сигнала для передачи выделенных ключевых точек объектов на изображениях. При этом важнейшая особенность этих подсистем заключается в улучшении информационных показателей качества морских видеосистем автоматизированной обработкой видеоинформации: точность визуальных данных, битовая скорость передачи по каналам связи и вычислительная сложность алгоритмов анализа и передачи видеоинформации. В предлагаемом исследовании приводятся алгоритмы спектральной и пространственной обработки видеоинформации, проведена оценка эффективности алгоритмов обработки изображений. А также отражены результаты моделирования алгоритмов и сравнительная оценка информационных показателей интеллектуальных морских видеосистем: точность, битовая скорость и вычислительная сложность видеосистем обработки морских изображений. At the present stage of the development of intelligent marine technologies, it is necessary to include two subsystems for the transmission of video information of marine scenes in the video image processing system: 1) based on the spectral conversion of signals from the spatial domain to the frequency domain for the rapid delivery of video information obtained from various underwater and surface surveillance cameras; 2) based on spatial processing methods without switching to the spectral domain of the signal to transmit selected key points of objects in the images. At the same time, the most important feature of these subsystems is to improve the information quality indicators of marine video systems by automated processing of video information: the accuracy of visual data, the bit rate of transmission over communication channels and the computational complexity of algorithms for analyzing and transmitting video information. The proposed study provides algorithms for spectral and spatial processing of video information. The results of algorithm modeling and comparative evaluation of information indicators of intelligent marine video systems are also presented: accuracy, bit rate and computational complexity of marine image processing video systems.


2019 ◽  
pp. 57-67 ◽  
Author(s):  
Valery Vitalievich Batrakov ◽  
Viktor Igorevich Bragin

The objects of research are the following: the space simulator (SS) as a training system; modules of the simulation complex (SC) of the ISS RS; information display system (IDS) of the monitoring and control panel (M&CP) of the SC of the ISS RS as an object and video information as a subject of research; the members of the Interdepartmental Examining Board (IDEB). The subjects of research are the following: video information displayed on the IDS of the M&CP and the upgraded visual information processing and display system (VIP&DS) as part of the M&CP IDS of the ISS RS Simulator Complex.


Author(s):  
Е.К. Самаров

Статья посвящена синтезу математических моделей и способов программной реализации на графических процессорных устройствах алгоритмов цифровой обработки по стандартам JPEG, JPEG2000 и DNG видеоинформации, поступающей от бортовых съемочных систем летательных аппаратов. Разработаны и предложены схемы цифровой обработки, которые целесообразно использовать в зависимости от приоритетов, возложенных на бортовую цифровую вычислительную систему летательного аппарата задач. The article is devoted to the synthesis of mathematical models and methods of software realization on graphics processing devices of algorithms for digital video information processing received from on-board camera systems of aircraft by JPEG, JPEG2000 and DNG standards. In this paper, we have developed and proposed schemes for digital processing, which is advisable to apply depending on the priorities assigned to the on-board digital computing system of the aircraft tasks.


2020 ◽  
pp. 142-154
Author(s):  
Ш.С. Фахми ◽  
И.Г. Малыгин ◽  
С.М. Егоршев ◽  
Ю.Е. Крылов

Цель развития систем искусственного интеллекта заключается в создании человекоподобного робота со способностями мыслить и принимать решения. Исследования в области компьютерного зрения начались в 1960-х годах. Ограничения в вычислительных ресурсах, отсутствие элементной базы с программируемой логикой и высокая стоимость проектов, выраженная в единицах числа вентилей, не позволяли, на первых этапах, использовать искусственный интеллект при решении задач обработки видеоинформации с наличием шума и помех. В последние десятилетия развитие методов машинного обучения способствовало заметному прогрессу в создании систем технического зрения на основе технологии «система на кристалле». Однако, большинство прикладных программ опираются на чисто восходящие методы проектирования (снизу вверх), не подающиеся обобщению и требующие большие объёмы данных. В данной работе проведен анализ знаний, основанных на результатах тестирования новых методов и технологий, связанных с системами компьютерного зрения за последние десять лет. Показано, что для создания когнитивных систем необходимо использование явных знаний, способствующих улучшению эффективности систем распознавания образов. Интеграция точных знаний с видеоинформацией позволяет получить современные приложения для обучения с использованием визуальных данных, с применением методов «снизу вверх» и «сверху вниз» (аналогичного механизму человеческого зрения). Рассмотрены важные этапы построения когнитивных видеосистем, включающие: сегментацию изображений, алгоритмы нахождения и структуризации характерных точек, принцип доминанты и выделение контуров объектов изображений. The goal for developing artificial intelligence systems is to create a humanoid robot with the ability to think and make decisions. Research in computer vision has started in 1960s. Limitations in computing resources, the lack of an element base with programmable logic and the high cost of projects, expressed in units of the number of gates, did not allow, at the first stages, using artificial intelligence when solving problems of processing video information with the presence of noise and interference. In recent decades, the development of machine learning methods has contributed to significant progress in the creation of vision systems based on the system-on-chip technology. However, most software applications rely on purely bottom-up design methods (bottom-up) that cannot be generalized and require large amounts of data. This paper analyzes the knowledge based on the results of testing new methods and technologies associated with computer vision systems over the past ten years. It is shown that to create cognitive systems, it is necessary to use explicit knowledge that improves the efficiency of pattern recognition systems. Integration of accurate knowledge with video information allows getting modern applications for training using visual data, using the methods "bottom-up" and "top-down" (similar to the mechanism of human vision). The essential stages of building cognitive video systems are considered, including: image segmentation, algorithms for finding and structuring characteristic points, the principle of dominant and selection of contours of image objects.


Author(s):  
Ш.С. Фахми ◽  
О.А. Королев ◽  
Ю.Е. Крылов ◽  
Е.В. Костикова

В эпоху интеллектуальных транспортных систем (ИТС) и технологий, поддерживающих механизмы анализа и передачи видеоинформации, проблема проектирования на основе технологии система на кристалле с распределением площади кристалла между вычислительной и фотоприёмной частями проекта становится важнейшей с позиции системного уровня проектирования. Проблема анализа видеоинформации в целом, кодирования и декодирования изображений с целью своевременной доставки в частности, до сих пор считается сложной и актуальной при синтезе видеосистем на кристалле. В работе предлагается модифицированный маршрут проектирования транспортных видеосистем на кристалле на основе функционала вектора концепции, включающего информационные показатели эффективности видеосистем анализа и передачи видеоинформации. Предложен модифицированный маршрут проектирования интеллектуальных транспортных видеосистем на основе технологии система на кристалле . In the era of intelligent transport video systems (ITVS) and technologies that support mechanisms for analyzing and transmitting video information, the problem of designing on the basis of technology system on chip and the allocation of chip area between computing and photodetector parts of the project becomes important with the system design level. The problem of analyzing video information in General, and encoding and decoding images for timely delivery in particular, is still considered complex and relevant in the synthesis of video systems on a chip. The paper proposes a modified route for designing transport video systems on a chip based on the functional vector of the concept, which includes information performance indicators of video systems for analysis and transmission of video information. A modified route for designing intelligent transport video systems based on the system n crystal technology is proposed.


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document