Введение к работе
Диссертация посвящена решению научно-технических проблем, состоящих в методологии создания способов, оборудования и устройств записи и архивирования аудиовизуальной информации в системах аналогового и цифрового телевидения, имеющих важное народнохозяйственное, политическое, оборонное и социально-культурное значение для страны. Работа выполнена на основе исторического анализа развития телевидения в РФ и за рубежом, научных исследований, выполненных автором, теоретического обобщения имеющихся научных материалов и 50 - летнего практического опыта, накопленного в процессе создания отечественного оборудования. В диссертации изложены основы расчёта и проектирования некоторых видов аналоговой и цифровой записывающей аппаратуры, выполнен анализ современного состояния архивов различного типа и предложена модель расчёта обобщенного критерия для сравнительной оценки способов записи цифровой аудиовизуальной информации на различных видах носителей. Расчёты, выполненные в соответствии с предложенной моделью, позволяют объективно оценить перспективы развития современных цифровых технологий записи и архивирования в контексте перехода страны на цифровое телевидение.
Актуальность темы
Переход России на цифровое телевидение самым существенным
образом повлиял на методологию создания способов, оборудования и
устройств записи и архивирования аудиовизуальной информации.
Значительный рост архивов и потеря старых технологий ведёт к
фактической гибели накопленных фондов. Для их использования в
системах цифрового телевидения и сохранения в течение длительного
времени фондовые материалы должны быть переписаны на цифровые
осители. Переход на цифровое телевидение связан с увеличением числа
рограмм, а это вызовет острую потребность в контенте. В серверах
рупных и мелких компаний, в оперативных архивах, в каналах связи и
етях распространения программ будет передаваться в основном цифровая
нформация. Поэтому фондовые материалы в архивах длительного
2 хранения должны быть оцифрованы. При оцифровке возникают проблемы
выбора носителей и способов записи для оперативных фондовых архивов.
Автором разработана модель исследования способов записи цифровой
информации на различных носителях и выбран обобщенный критерии для
их сравнительной оценки, пригодный для обоснованных прогнозов на
будущее. На основе теоретических исследований и расчётов
сформулированы научные положения, совокупность которых можно
квалифицировать как новое направления в соответствующей отрасли науки.
Цели и задачи диссертационной работы
1. Разработать методологию создания и оценки способов,
оборудования и устройств записи аудиовизуальной информации, имеющих
важное народно-хозяйственное значение, в том числе для работы в особо
сложных условиях. В частности, обеспечить запись цветных сигналов
SECAM ЗВ на видеомагнитофонах и трансляцию Олимпиады - 80
2. Разработать запись информации на проволочный носитель для
. работы в особых условиях и специальные диктофоны, накопители
информации для космической аппаратуры и самолётов.
Провести исследования способов наклонно-строчной записи на магнитной ленте, разработать и выпустить репортажные видеомагнитофоны для использования в специальных целях. Внедрить в крупносерийное производство профессиональный видеомагнитофон «Кадр 10ЗСЦ» формата «С».
Разработать методы оценки качества подготовки контента в российских телерадиовещательных компаниях по результатам сертификации, включая методики записи контрольных кассет (дисков) и передачу измерительных сигналов по Интернету.
Определить критерий для сравнительного анализа из обширного набора эксплуатационных и технологических показателей аппаратуры для записи информации, эволюция которого за длительный период времени позволяет сделать обоснованный выбор носителей для записи контента и размещения его в оперативных и долговременных архивах.
На основе анализа построить модель, разработать способ сравнительной оценки применяемых носителей и технологий записи
цифровой информации, предложить методику оценки их перспективности на длительный период времени.
Разработать методологию построения цифровых архивов и сетей для оперативного обмена цифровой информацией и автоматизированного мониторинга при переходе на цифровое телевидение и демонстрацию кинофильмов в электронных кинотеатрах.
Провести расчет многомерной плотности записи цифровой информации для магнитных лент, жестких дисков с покрытиями, оптических и голографических дисков, накопителей на твёрдотельной памяти и сделать прогноз их использования в архивах. Предложить научно обоснованные рекомендации по использованию носителей при оцифровке аналоговых телевизионных архивов и кинофондов.
Методы исследования
В качестве основного теоретического инструмента исследований использовались методы математического анализа, теории радиотехнических сигналов и цепей, теории дискретизации цифровых сигналов, математический аппарат теории комплексного переменного, интегрального исчисления, теории вероятности, преобразования Фурье и математического аппарата колориметрии. При проведении исторического анализа и теоретических исследований были использованы труды выдающихся ученых Новаковского С.В, Кривошеева М.И., Зубарева Ю.Б., Шмакова П.В., Харкевича АА, Цирлина И.С., Королькова В.Г, Гласмана КА, Пархоменко В.И., Гончарова А.В., Красносегъского ЯА, Безрукова В.Н., Макурочкина В.Г, Полосина ЯЛ., ПевзнераБМ, Офенгендена R Г, Парамонова В.,Парфентьева А. И., Сарьяна В.К, Харитонова М.И..Т. Garvan, P. Sykes, A. Potts, Т. Kagawa, Sunna P. Crosby MG , Яна Ричардсона
Научная новизна
Проведен анализ развития различных способов записи и архивирования аналоговой и цифровой аудиовизуальной информации в стране. Выявлены причины, вызывающие необходимость оцифровки хранимых фондов.
Разработано новое научное направление - запись информации на проволочный носитель. Запись на проволочный носитель позволила многократно повысить объёмную плотность записи информации, создать
4 миниатюрные магнитофоны для специальных целей, аппаратуру для
работы в особых условиях, в том числе «чёрные ящики» для самолётов.
3. Проведены исследования способов записи цветных телевизион
ных сигналов различных телевизионных систем и создано оборудование,
позволившее начать регулярное цветное телевизионное вещание в нашей
стране.
Проведены исследования способов наклонно-строчной записи сигналов на магнитной ленте, позволившие разработать и выпустить партию репортажных видеомагнитофонов "Кадр 102", "Кадр 103", "Кадр 203" и "Кадр 303" для использования в специальных целях (видеосъёмки при быстром перемещении телекамеры на вертолёте, катере, на полигоне в Байконуре и других местах).
Автор в качестве Главного конструктора провёл теоретические и экспериментальные исследования, в результате которых был разработан и внедрён в крупносерийное производство видеомагнитофон «Кадр 103СЦ». Новосибирский завод выпустил более 600 видеомагнитофонов, которые составили основу парка видеозаписи государственных телекомпаний в конце 1980-х - начале 1990-х годов.
Разработан и внедрен способ сертификации телерадиовещательных компаний «методом контрольных кассет или дисков». Впервые в мире измерения параметров технической базы производства контента в телерадиовещательных компаниях начали проводиться без использования измерительной аппаратуры на месте. Были проведены теоретические и экспериментальные исследования способов сертификации, создана нормативная документации для её проведения и разработан метод передачи контрольных сигналов через Интернет.
Разработан обобщенный критерий оценки способов цифровой записи и выбора носителей, который явился результатом анализа эволюции трёхмерной плотности записи цифровой информации в течение длительного времени.
Проведены расчеты предложенного критерия для различных носителей, позволяющие сделать обоснованный выбор современного оборудования для целей оперативного обмена контентом и создания современных оперативных архивов и архивов длительного хранения.
Реализация и внедрение результатов работ
1 Разработка, изготовление опытных образцов, сдача комиссии и запуск в серийное производство диктофона «Зерно» с проволочным носителем. Разработка и выпуск диктофона «Крошка» и магнитофона для длительной записи «Портфель».
Разработка, изготовление и испытания имитаторов шумов подводных лодок с проволочным носителем «Магма» и «Корунд».
Разработка, изготовление и передача в эксплуатацию бортового накопителя с проволочным носителем для записи переговоров космонавтов.
Разработка проволочных магнитофонов - «чёрных ящиков» для записи переговоров экипажа при нештатных ситуациях.
5. Разработка, запуск в серию предварительных усилителей для
БВГ и запатентованных систем компенсации выпадений для профессио
нальных видеомагнитофонов формата«0»: «Кадрі», «КадрЗ», «Кадр ЗПМ».
Разработка, изготовление и ввод в эксплуатацию наземного видеомагнитофона «Кадр 10» и бортового «Кадр 11» для передачи фильмов в самолётах.
Разработка и ввод в эксплуатацию специальных видеомагнитофонов типа «Кадр 103» для репортажных телевизионных станций (ПРТС и АРТС). Проведение натурных испытаний видеомагнитофонов на катерах, вертолетах и других объектах.
Разработка и выпуск специальных видеомагнитофонов «Кадр 203» и «Кадр 303».
Разработка и внедрение в крупносерийное производство профессиональных видеомагнитофонов формата «С» «Кадр 103СЦ».
Проведение исследований с целью оценки повреждений путей и ж.д. составов с помощью спецсредств и составление предложений по теме «Разведка».
Разработка первого макета двухканального видеомагнитофона «Кадр 1000» для двухканальной записи аналоговых сигналов ТВЧ.
Разработка нормативных документов (ОСТ 58-18-96, ОСТ 58-23-01, ОСТ 58-18-96, ПТЭ-2001, ОСТ 58-30-03, СТП 47-13-00) для «Системы
сертификации технической базы производства телерадиопродукции телевизионных и радиовещательных компаний в России методом контрольных кассет и дисков». Создание на базе ВНИИТР Испытательного сертификационного центра. Проведение сертификации более 1300 объектов. Проведение исследований и внедрение новых способов сертификации цифровых телецентров и радиостанций, кодеков систем сжатия цифровой информации с применением цифровых технологий и использованием сетей Интернета.
Разработка и внедрение в эксплуатацию ситуационного центра СЦ-1 для круглосуточного мониторинга московских телеканалов.
Разработка проекта электронного архива для телеканала НТВ.
Разработка по заказу Федерального Агентства по Культуре и кинематографии «Нормативно-технических документов на видеофонограммы форматов, применяемых при производстве видеоматериалов кино и видеофильмов, с целью нормативного обеспечения контроля качества при изготовлении»
Апробация результатов работы
Главные положения диссертационной работы докладывались на Конгрессе Прогресс технологий телерадиовещания, Москва, 1999г, Конгрессах HAT, Москва, в 2001 и в 2002 т., на Научно-технической конфе-ренции ЗАО МНИТИ «Состояние телевизионных технологий. Состояние и направление развития» в 2004т на Научно-технической конференции ЗАО МНИТИ «Пути перехода к цифровому телевещанию» 2008 г, на круглом сто-ле «Обеспечение контроля качества телевизионных сигналов: от источника до пользователя» 200г., организованном ОАО ВНИИТР совместно с Минсвязи.
Отдельные научные положения были изложены в книгах Лишин Л.Г. Магнитная запись цветных изображений М.Энергия 1979 с 257, Лишин Л.Г. Анализ и проблемы записи и архивирования цифровой информации Воронеж Издательство НПО «МОДЕЭК» 2008 - 448 с.
По теме диссертации автором опубликовано 2 монографии, 5 книг в соавторстве, получено 10 авторских свидетельств, разработано 11 нормативных документов, относящихся к цифровому телевидению, опубликовано 78 работ по теме диссертации.
Личное участие автора в разработках по теме диссертации
1. Разработана модель сравнительного анализа способов записи
ифровой информации на различных носителях, в которой качестве
итерия для сравнительного анализа выбрана объёмная плотность ифровой записи.
2. В соответствии с принятой моделью автором проведен анализ и
асчёт объёмной плотности для всех известных способов записи
налоговой и цифровой информации. На основе проведенного анализа
втор доказал, что наиболее перспективным способом записи для
перативных архивов являются жёсткие диски, а для целей архивирования
пись на оптические и топографические диски. К 2020 году для целей рхивирования и цифровой записи широкое применение получит ёрдотельная память на основе нанотехнологий.
3. Главный конструктор специальных магнитофонов «Зерно" и
Крошка», «чёрных ящиков» для записи переговоров экипажей в нештатных
туациях и аппаратов с проволочным носителем «Портфель», «Магма», Корунд» и системы записи переговоров Быковского и Терешковой В.
4. Главный конструктор профессионального видеомагнитофона
Кадр 103 СЦ», внедренного в крупносерийное производство
офессиональных видеомагнитофонов «Кадр 103», для ПРТС, портажных станций «Гранат» и АРТС, «Кадр 203».
Разработка и внедрение в серийное производство блоков офессиональных ВМ «Кадр 1», «Кадр 3» «Кадр ЗПМ».
Разработка и ввод в эксплуатацию видеомагнитофонов для ссажирских самолётов наземного «КадрЮ» и бортового «Кадр11».
Разработка системы измерения параметров сигналов хнологической цепочки оборудования при сертификации технической базы оизводства телерадиопродукции методом записи контрольных деокассет и дисков. Организация «Органа по сертификации
фессиональных технических средств и технологии производства
эрадиовещания, бытовой радиоэлектронной аппаратуры..» и «Испытательного нтра профессиональных технических средств и технологий производства
для телерадиовещания, бытовой радиоэлектронной аппаратуры» на базе ОАО ВНИИТР. Разработаны нормативные документы (ОСТ-58-18-96, ОСТ-58-23-01 и др.). Автором совместно с коллегами за 10 лет была проведена сертификация и создана база данных, в которую вошло свыше 1300 телецентров и радиовещательных компаний.
Разработка новых методов испытаний для сертификации цифровой технической базы производства контента для телерадиовещания путём передачи контрольных сигналов по Интернету и проведены исследования способов измерения параметров цифровых сигналов сжатых по различным технологиям.
Разработаны нормативные документы и диски с измерительными сигналами для контроля качества видеофонограмм, применяемых при производстве видеоматериалов кино и видеофильмов.
10. Участие в преподавательской работе по подготовке кадров
специалистов для телевидения и радиовещания.
Основные положения, выносимые на защиту
1. Теоретические и экспериментальные исследования способов записи сигналов различных цветных телевизионных систем на профессиональные и бытовые видеомагнитофоны, результаты которых изложены в монографиях и статьях [15,17].
2 Исследования автором проволочных носителей информации и разработка специальной аппаратуры, что привело к созданию нового направления в записи аналоговой информации, которое используется в настоящее время в авиации. Результаты опубликованы в статьях [45, 78,92]
3. Создание и практическая реализация системы сертификации технической базы производства телерадиопродукции методом записи контрольных видеокассет и дисков. Организация «Органа по сертификации профессиональных технических средств и технологии производства телерадиовещания, бытовой радиоэлектронной аппаратуры...» и «Испытательного центра профессиональных технических средств и технологий производства для телерадиовещания, бытовой радиоэлектронной аппаратуры» на базе ОАО ВНИИТР, разработка новых
9
методов испытаний для сертификации цифровой технической
базы производства контента для телерадиовещания. Результаты
опубликованы в статьях [55, 56, 66, 67, 68, 82].
Разработка обобщенной модели для анализа способов записи цифровой информации на различных носителях и выбор в качестве основного критерия для сравнения, перспектив развития и прогноза трёхмерной плотности записи. Результаты опубликованы в статьях [93,94]
Результаты сравнительного анализа трёхмерной плотности записи цифровой информации на магнитную ленту и другие носители с использованием современных математических методов моделирования и отображения полей, применения теории информации, теории цепей и конформных преобразований. Результаты опубликованы в монографии и статьях [17,87,88].
Разработка методологии создания способов, оборудования, устройств записи и архивирования аудиовизуальной информации, связанной с передачей в эфир многочисленных телевизионных программ, что вызывает потребность создания архивов и глобальных сетей для оперативного обмена цифровой информацией и сетей для автоматизированного мониторинга, которые позволят обеспечить переход к цифровому телевидению в Р.Ф. Результаты опубликованы в статьях [70, 71,81,91, 95].
Публикации
По результатам работ автора было опубликовано 2 монографии, 4 книги совместно с соавторами, программа курса по видеозаписи для ВУЗов, утверждённая ВАК, получено 10 авторских свидетельств на изобретения, опубликовано в технических журналах свыше 100 публикаций.
Объём и структура работы
v Диссертация состоит из введения, семи глав, списка литературы, включающего 189 наименований и 5 приложений. Основная часть иссертации изложена на 220 страницах машинописного текста, иссертация содержит 47 рисунков и 20 таблиц.
