Содержание:
- Синхронное масштабирование и визуализация
- Уникальный механизм хранения данных и произвольная навигация по видеофайлу
- Поддержка всех основных форматов и видеокодеков
- Встроенные синтаксические анализаторы
- Выявление признаков видеомонтажа
- Фильтры реального времени
- Восстановление и обработка изображений
- Пакетная обработка видеофайлов
- Технологии ускорения вычислений (OpenGL, CUDA)
Синхронное масштабирование и визуализация
ЭСКИЗ-В позволяет менять масштаб, угол поворота и положение изображений кадров на экране. Это можно делать во время воспроизведения, при воспроизведении в обратном порядке, с заданной скоростью воспроизведения. Предусмотрен режим синхронного управления, эксперт может увеличить любую точку кадра, и синхронно просматривать исходные и обработанные кадры.
Такая возможность реализована благодаря схеме хранения видеоданных.
- В ЭСКИЗ-В из процесса визуализации исключен этап декодирования видеофайлов.
- Сложная обработка отделена от процесса визуализации.
- Для многих процедур используются вычислительные возможности современных видеокарт.
Ряд процедур коррекции изображений может выполнятся в реальном времени, с использованием графических ускорителей (OpenGL). Реализована коррекция геометрических искажений, яркости, контраста, обычная свертка, ранговая обработка и другие.
При навигации по видеопоследовательности с использованием timeline, заданные кадры отображаются мгновенно и синхронно с другими графическими представлениями, т.е. обеспечена привязка воспроизведения кадров, различных графиков и текстовых результатов и заметок эксперта.
Для реализации прочих схем работы с видео пользователю доступна возможность отключения режима синхронизации воспроизведения.
Зрительная система человека — это очень мощный инструмент. В процессе распознавания она способна интегрировать данные во времени и пространстве, поэтому очень важна возможность аналогичной — свободной манипуляции кадрами видеозаписи.
Например, тень или едва заметное отражение на стекле могут многое рассказать о запечатленной ситуации. Для подобных случаев не существует автоматических инструментов. Только оператор с его опытом и с помощью удобной системы воспроизведения может распознать важные детали видеозаписи.
Уникальный механизм хранения данных.
Программное обеспечение ЭСКИЗ-В создавалось для использования в экспертной деятельности, поэтому перед разработчиками стояла задача обеспечить максимальное удобство и быстродействие при работе с видеоданными. Требовалось:
- обеспечить удобную произвольную навигацию по видеозаписи;
- обеспечить быстродействие при выполнении исследований видеоматериалов.
Т.к. процесс исследований бывает непростым и может потребоваться многократная обработка и анализ или просмотр видеоматериала, то для обеспечения быстродействия требовалось исключить многократное декодирование видеофайлов. Кроме того, невозможно обеспечить произвольную навигацию по компрессированному видеофайлу, т.к. всегда найдется файл, не допускающий свободного перемещения между кадрами из-за особенностей алгоритмов сжатия.
Такие требования привели к реализации механизма хранения видеоданных ЭСКИЗ-В. Реализованный способ хранения данных позволил получить следующие преимущества:
- произвольный доступ к любому кадру видеозаписи;
- покадровый просмотр;
- воспроизведение в обратном порядке;
- синхронизация управления отображением исходного и обработанного изображений;
- быстрый доступ ко всем результатам обработки с использованием timeline.
Применение ЭСКИЗ-В в экспертной практике обеспечивает специалисту более качественную работу с видеоматериалами. Практика использования показывает, что оператор ЭСКИЗ-В гораздо быстрей находит аномалии видеосигнала, чем при использовании неспециализированного ПО. Зачастую использование непрофессиональных инструментов приводит к пропуску важных деталей видеозаписи.
Произвольная навигация по видеофайлу.
Навигация по видеофайлу происходит с использованием временной шкалы (timeline). Для этого можно использовать мышь или клавиатуру. Достаточно просто дважды кликнуть мышью на заданный кадр и все окна программы отобразят данные относящиеся к выбранному кадру. Удобное масштабирование timeline (колесо мыши в окне timeline) позволяет быстро перемещаться на произвольные отрезки времени в любом направлении.
Поддержка всех основных форматов и видеокодеков
ЭСКИЗ-В работает с видеофайлами различных форматов, обеспечено декодирование всех распространенных стандартов сжатия и медиаконтейнеров, без дополнительных требований к системным кодекам.
Обеспечена поддержка любого сочетания кодек/контейнер из приведенного списка.
Контейнеры
|
Кодеки
|
| AVI (.avi) | H.264, MPEG-4 Part 10 (AVC) |
| MKV (.mkv, .webm) | MPEG-4 Part 2 |
| MOV (.mov, .qt) | MPEG-2 |
| MP4 (.mp4, .f4v) | MPEG-1 |
| 3GP (.3gp, 3g2) | H.263 |
| OGG (.ogg, .ogv, .ogm) | Windows Media Video V7 |
| RealMedia (.rmvb, .rmf, .rm) | Windows Media Video V8 |
| ASF (.asf, .wmv, .wma) | MJPEG |
| MPEG-PS (.mpg, .vob) | |
| MPEG-TS (.mts, .m2ts, .ts) | |
| FLV (.flv, .swf) |
Данный список не полный и в большей мере описывает возможности синтаксических анализаторов, чем возможности декодера.
Встроенные синтаксические анализаторы
Часто для получения характеристик видеофайлов экспертами используются утилиты, не предназначенные для экспертных исследований. Такие утилиты позволяют получить лишь часть информации о видеофайле. Кроме того, отдельные текстовые поля могут быть легко фальсифицированы.
Однако полностью подделать структуру видеофайла достаточно сложно. Практически все модели устройств видеозаписи и версии программных продуктов оставляют свой идентификационный след в файле.
Наличие идентификационных следов моделей аппаратуры, кодеков и программного обеспечения объясняется тем, что современные стандарты сжатия и хранения данных являются лишь набором рекомендаций, а не строгим регламентом.
Как известно, в изображения видеозаписи невозможно внести изменения без пережатия видеоданных. Анализ структуры видеофайла позволяет сделать заключение об отсутствии или наличии факта повторного сжатия как следствие выводы об оригинальности видеозаписи.
Анализ структуры метаданных является первичным методом при выполнении исследований видеозаписей, подлинность которых подвергается сомнению. Установление факта повторного сжатия должно подрывать доверие к видеозаписи и приводить к необходимости проведения более тщательных исследований.
В состав ЭСКИЗ-В входят синтаксические анализаторы для большинства современных медиаконтейнеров (AVI, MKV, MOV и т.д.), видеокодеков (H.264, MPEG-4, MPEG-2 и т.д.). Фактически ЭСКИЗ-В включает мощный инструмент анализа структуры видеофайла.
Обеспечены различные формы визуализации структуры файла — от уровня макроблока видеокодека до полного дерева элементов медиаконтейнера.
Обычно аналогичные программы используются разработчиками видеокодеков и отдельных медиаконтейнеров. Большинство существующих анализаторов не обеспечивают поддержку такого разнообразия стандартов и, конечно, не ориентированы на криминалистичекую экспертизу видеозаписей (КЭВ) и цели видеотехнической экспертизы.
С использованием ЭСКИЗ-В для эксперта открывается пространство широких возможностей в исследовании структуры видеофайла. Это может быть полезно, в том числе, при восстановлении повреждённых видеоданных. Для упрощения исследования и сравнения нескольких видеофайлов предусмотрено объединение наиболее важной информации по результатам анализа каждого файла в отдельный экспортируемый шаблон отчета.
Выявление признаков видеомонтажа
В состав ЭСКИЗ-В входит группа алгоритмов для выявления признаков видемонтажа. Данный набор фильтров позволяет:
- обнаружить аномалии в видеоряде (выявление признаков повторного сжатия, поиск областей рассогласованности параметров сигнала);
- произвести поиск повтора кадров, поиск указанного кадра в видеоряде;
- извлечь «отпечаток видеокамеры» для идентификации устройств видеозаписи;
- измерить базовые параметры видеосигнала (средний уровень сигнала, гистограммы, скорость изменения сигнала и др.)
- визуализировать амплитудный и фазовый спектры двумерного сигнала;
- оценить параметры шумов кадров, их отдельных участков или динамику их покадровых изменений.
При работе с файлами большой длительности возникает потребность в устранении таких рутинных операций как, например, поиск значимых участков видеопоследовательности. Для их поиска ЭСКИЗ-В включает набор алгоритмов.
Интерфейс программы обеспечивает визуализацию измеренных величин, в том числе в виде графиков с удобной привязкой к временной шкале (timeline).
ЭСКИЗ-В позволяет решать задачи:
- обнаружение движений и определение их параметров;
- контроль изменений параметров сигнала во времени.
Фильтры реального времени
С использованием OpenGL ЭСКИЗ-В позволяет в режиме реального времени производить такие манипуляции с видео как:
- изменение яркости и контраста;
- коррекция геометрических искажений;
- зеркальное отражение;
- точный деинтерлейсинг;
- просмотр по отдельным цветовым составляющим;
- ранговая фильтрация;
- фильтр «свертка» и др.
Интерфейс ЭСКИЗ-В позволяет создавать цепочки из этих фильтров с мгновенным просмотром результата фильтрации без предварительного просчета видеоданных.
Восстановление и обработка изображений
В программу ЭСКИЗ-В встроены наборы фильтров для повышения информативности видеоданных. Часть из них работает в режиме реального времени (устранение геометрических искажений, регулировка яркости и контраста, высокоточный деинтерлейсинг и др.), другие предназначены для обработки участка или всей видеопоследовательности:
- устранение шумов и артефактов сжатия;
- повышение разрешения статичных сцен и объектов;
- фильтрация в частотной области.
Экспорт видеоданных
ЭСКИЗ-В позволяет экспортировать исходные видеоданные или любой видеоряд, полученный в процессе работы. Возможен экспорт с заданной скоростью воспроизведения, с применением видеокодеков и без сжатия, реализована раскадровка (экспорт в отдельные изображения). Возможен экспорт с наложением дополнительной графической информации.
Отчет о выполненных исследованиях
ЭСКИЗ-В предоставляет помощь в составлении отчета. В заготовленный шаблон документа попадают такие данные как: сведения о файле, результаты анализа, заметки оператора и связанные с ними изображения. Это избавляет от рутинной необходимости вручную добавлять в отчёт результаты исследований.
Предусмотрена возможность экспорта графиков и текстовых данных для использования в отчетных материалах.
Пример — документирование сигнала светофора
Многие методы анализа, реализованные в ЭСКИЗ-В имеют различные сценарии применения. Описать все сценарии затруднительно.
На рисунке приведен пример документирования сигнала светофора. Методы анализа параметров сигнала позволяют определять моменты переключения светофора по черно-белым видеозаписям. в том числе, при отсутствии возможности зрительного контроля.
Пакетная обработка и импорт видеофайлов
В ЭСКИЗ-В реализована возможность пакетной обработки файлов при импорте и анализе видеофайлов. Для анализа и обработки можно выбирать несколько файлов из хранилища. Для файлов можно отдельно настраивать участки и алгоритмы обработки. Обработка видеофайлов будет происходить последовательно без необходимости промежуточных действий эксперта.
Технологии ускорения вычислений (OpenGL, CUDA)
Для ускорения графического отображения и выполнения части вычислений используется технология OpenGL.
Для ускорения вычислений при анализе видеоряда используется вычислительный ресурс графического ускорителя, технология CUDA.