Технологии монтажа аудио, фото-, видео материалов лекция по дисциплине «СПЕЦИАЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРАВООХРАНИТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ» Ст. преподаватель Щерба В.В. По мотивам лекций ММТ в ОРД (Мулин М.В.)

Вопрос 1. ОБРАБОТКА ОПЕРАТИВНОЙ АКУСТИЧЕСКОЙ, ФОТО И ВИДЕО ИНФОРМАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ (правовые и методические аспекты)

3 ПРАВОВЫЕ АСПЕКТЫ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ ОПЕРАТИВНО-РАЗЫСКНОЙ ИНФОРМАЦИИ МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ АКУСТИЧЕСКИХ, ФОТО И ВИДЕО МАТЕРИАЛОВ

4 Необходимость повышения качества ОРИ в целях увеличения полноты содержания и достоверности оперативности в условиях противодействия и ограниченного ресурсного обеспечения – Доля качественной информации, получаемой в ходе ОРМ, составляет 20-25%

5 Мультимедийные компьютерные технологии повышение словесной разборчивости бесключевое дешифрование улучшение качества фото и видео создание условий достоверной идентификации и диагностики выявление признаков фальсификации формирование материалов для оперативных комбинаций и т.д.

6 Техническая разведка -эффективное средство «информационного» проникновения в криминальную среду добывания ОРИ документирования преступных деяний

7 Проблемы получения ОРИ с помощью СТС сложные условия проведения ОРМ целенаправленное техническое противодействие – некачественные оперативные акустические (речевые), фото и видео материалы – снижается эффективность ОРД

8 Необходимость повышения качества ОРИ в целях увеличения полноты содержания и достоверности оперативности в условиях противодействия и ограниченного ресурсного обеспечения – Доля качественной информации, получаемой в ходе ОРМ, составляет 20-25%

9 Мультимедийные компьютерные технологии повышение словесной разборчивости бесключевое дешифрование улучшение качества фото и видео создание условий достоверной идентификации и диагностики выявление признаков фальсификации формирование материалов для оперативных комбинаций и т.д.

10 Определение «цифровая обработка», «мультимедийная обработка» - последовательность технологических операций, выполняемая с помощью компьютера над акустической, фото или видео информацией

11 Основные задачи мультимедийной обработки ОРИ повышение качества оперативно- розыскной информации формирование «новой» информации с целью ее последующего использования в оперативно-розыскных действиях

12 Повышение качества оперативно- розыскной информации смысловое содержание увеличение полноты восприятия оценка достоверности и т.п. – извлечение «дополнительной» информации из полученных акустических, фото и видеоматериалов, которая может быть недоступна при их непосредственном изучении

13 Формирование «новой» информации с целью ее последующего использования в оперативно-розыскных действиях

14 Мультимедийная обработка ОРИ оценка состояния и содержания информации формирование «цифровой» копии преобразование элементов или всей копии в целях использования в ОРД – Проблемы использования такой информации

15 Проблемы мультимедийной обработки ОРИ правомерность цифровой обработки результатов ОРМ юридический статус получаемых материалов направления и порядок их дальнейшего использования – до настоящего времени в нормативных актах МВД РФ, посвященных регулированию ОРД, проблемы мультимедийной обработки ОРИ практически не рассматривались

16 Правомерность цифровой обработки результатов ОРМ операции по «цифровой» обработке результатов ОРД, полученных с применением СТС не являются правомерными – нарушается объективность документирования преступной деятельности – увеличение адекватности отображения реального субъекта, объекта или события

17 Правовые аспекты повышения качества ОРИ Степень преобразования – Смысловое содержание – Адекватность восприятия – Факт нарушения целостности оригинала Сложные экспертизы и элементарные преобразования Решение проблемы – Оригиналы + исправленные копии

18 Правовые аспекты монтажа Конституция – в отношении всех членов общества Вредные последствия – В отношении проверяемых – От действий проверяемых

19 Оперативные комбинации Пассивные – Успокоить, усыпить бдительность – Прикрытие, негласное получение информации и т.д. Активные – Побудить к действиям – Взятие с поличным, изъятие оружия, ценностей и т.д.

20 Пассивные комбинации Зашифровка личности, действий и т.д. – Использование материалов цифрового монтажа правомерно

21 Активные комбинации Активизация действий подозреваемого – Отсутствие вредных последствий имеет вероятностный характер – Прогнозирование действий подозреваемого – Вопрос о правомерности неоднозначен

22 Примеры правомерного использования монтажа Подавление работы нелегальной радиосети – Групп террористической направленности Прерывание услуг связи – При некоторых обстоятельствах («Закон об ОРД»)

23 Достижения научно-технического прогресса Акустический и визуальный контроль Цифровое представление аудио, фото и видео информации Персональные компьютеры, как базовое оборудование сбора, накопления и обработки информации – Проработка и внедрение новых средств и методов

24 Первая группа Сжатие сигналов – В системах связи – В персональных компьютерах – В закладных устройствах Очистка сигналов от шумов и помех – Восстановление пропусков Идентификация личности Эмоциональное состояние – Речевые и видео полиграфы Распознавание ключевых слов – В компьютерных системах – В потоке сигналов – В ранее записанных сообщениях

25 Вторая группа Изменение информации в сообщениях и выявление признаков изменений – Изменение голоса, смысла – Изменение объектов, окружающей обстановки Информационный анализ следов акустических и видео объектов – Определение сигналов дистанционного управления – Выявление недекларированных функций – Идентификация параметров аппаратуры – Определение следов конкретной обстановки – Оценка эффективности защиты сигналов

26 Ещё аспекты.. Охрана объектов интеллектуальной собственности Компьютерная стеганография Стегология Программно-перенастраиваемые СТС Наступательные и оборонительные СТС

27 Цифровая обработка фото и видеоизображений Повышение качества – «Ретуширование» – Отождествление личности Формирование (монтаж) – Для проведения оперативных комбинаций

28 Отождествление личности Непосредственное Опосредованное – По признакам внешности

29 Задачи обработки изображений Улучшение яркости/контрастности Повышение резкости Изменение масштабов Исключение несуществующих деталей Исключение других деталей Частичное «ретуширование» – Изменение ракурса – Характер фона – Одежда и т.д.

30 Задачи монтажа Исключение из копий объектов Трансформация времени, места Изменение признаков объектов Конструирование сюжетов на основе нескольких «цифровых» изображений

Вопрос 2. Основы визуализации и образного анализа оперативных аудиоданных

Вопрос 3. Формирование цифрового изображения

Формирование цифрового изображения ( оцифровывание аналоговой статической графики ) … … … … … …

Формирование аналогового изображения из цифрового … … … … … …

ПЗС – прибор с зарядной связью (матрица)

Разновидности ПЗС Линейная Через строчная с покадровым переносом заряда Полноформатная

Сканирование Устройство сканера Основные составляющие планшетного сканера оказывающие решающее воздействие на результат сканирования: оптико-электронная система; TWAIN-модуль; интерфейс.

Цифровое фотографирование ( основные характеристики ) Тип фотоаппарата Максимальное разрешение Объем памяти Фокусное расстояние Диафрагма ZOOM (трансфокатор) Выдержка Тип сменной памяти Сменная память Встроенная вспышка Защита от "красных глаз"

Виды цифровых фотокамер

Цифровое видео ( основные характеристики ) частота кадра (Frame Rate) экранное разрешение (Spatial Resolution) глубина цвета (Color Resolution) качество изображения (Image Quality).

Вопрос 3 Монтаж видео материалов, представленных в цифровом виде

Учебные вопросы. 1. Телевизионные стандарты. 2. Сжатие видео информации. 3. Теория монтажа видео. 4. Требования к аппаратуре для проведения монтажа видео. 5. Необходимое программное обеспечение.

Телевизионные стандарты NTSCPALSECAM Число строк в кадре Число столбцов в кадре Частота по вертикали 6050 Частота кадров 29,97 (30)25

Телевизионные стандарты Кадры, поля и чересстрочное изображение чересстрочный

Отображение чересстрочного видео на компьютере 1. показывать только чётные или только нечётные поля, получим 25 кадров в секунду; теряем половину информации из исходного видео получаем картинку с половинным разрешением по вертикали и теряем половину фаз движения Телевизионные стандарты

Отображение чересстрочного видео на компьютере 2. показывать все поля по очереди, получим 50 кадров в секунду; 1. оставить разрешение кадра равным разрешению поля, то есть половине разрешения кадра; 2. увеличить разрешение по вертикали вдвое. одно из полей находится ниже другого, то при выводе полукадров последовательно на экран прогрессивного устройства (монитор компьютера) мы увидим мелкое дрожание изображения вверх–вниз (тремор) позволит сохранить вертикальную чёткость только в том случае, если при увеличении разрешения будет использоваться информация из двух полей (интерполяция), при этом вдвое вырастет время обработки видео и требуемый для хранения объём Телевизионные стандарты

Отображение чересстрочного видео на компьютере 3. составить полный кадр из двух полей и показывать 25 кадров в секунду. составление полного кадра из двух полукадров: в нечётные строки записывается содержимое одного поля, в чётные другого для устранения эффекта чересстрочности применяются специальные меры, которые называются deinterlace Телевизионные стандарты

Кадры, поля и чересстрочное изображение чересстрочный прогрессивный

Кодирование цвета наше зрение более чувствительно к яркости, чем к цвету, поэтому на устройствах оцифровывания стали формировать изображение так, что бы составляющая по яркости передавалась 1:1, а по цветности 1:2 Такой метод называют chroma subsampling, а способ записи называют кодированием цвета YUV2 (или YUYV, или 4:2:2) Такой способ представления видео информации является традиционным для цифрового видео Сжатие видео информации

Поток данных (bitrate) Поток данных (битрейт) это количество информации в сжатом виде, приходящееся на единицу времени для какой–либо записи Единицы измерения – кбит/сек с переменным потоком данных (VBR, variable bitrate) каждый блок по выбору кодера может иметь больший или меньший размер с постоянным потоком данных (CBR, constant bitrate) каждый блок данных сжатого файла (который имеет определённую длительность при воспроизведении) имеет постоянный размер соответственно поток данных не меняется на протяжении всего файла Сжатие видео информации

Кодеки Программы для КО дирования и ДЕК одирования видео изображений Сжатие видео информации производящие пространственное сжатие производящие временное сжатие

Кодеки производящие пространственное сжатие К пространственным кодекам можно отнести кодеки MJPEG Этапы процесса сжатия по схеме MJPEG: производится дискретное косинусное преобразование (ДКП) каждый кадр кодируется независимо от остальных, кадры сжимаются алгоритмом с потерями типа JPEG каждый кадр конвертируется из цветовой системы RGB в пространство YUV (4:2:2) изображение разделяется на квадратные участки размером 8x8 пикселей Сжатие видео информации

Вопрос 2 Кодеки производящие временное сжатие К временным кодекам можно отнести кодеки MPEG Сжатие видео информации На сегодняшний день различают: MPEG-1 MPEG-2 MPEG-4 Moving Picture Coding Experts Group (MPEG ) – "Группа экспертов по кодированию подвижных изображений"

Типы кадров В основу правил сжатия видеоданных заложена идея поиска и устранения избыточной информации, не влияющей на конечное восприятие качества изображения, и психофизиологическая модель зрительных ощущений человека Сжатие видео информации

Типы кадров Сжатие видео информации ключевые кадры (keyframe, intra–frame, I–frame) промежуточные (predictable, forward predictable, P–frame) двунаправленные (backward predictable, bi–directional, BiDir, B–frame

Группы кадров Подгруппой кадров (Sub GOP) – последовательность между двумя промежуточными кадрами I BB P BB P BB P BB P BB I Группой кадров (GOP, Group Of Pictures) – последовательность между двумя ключевыми кадрами. Сжатие видео информации

Этапы процесса сжатия по схеме MPEG: 1. Анализ ключевого кадра 4. На основании таблицы и ключевого кадра синтезируется полное изображение 2. Создание таблицы уникальных и повторяющихся участков 3. В следующей группе кадров удаляются повторяющиеся участки Сжатие видео информации

MPEG-1 описывает сжатие видеосигналов в прогрессивной развертке размер кадра 356x288 битрейт 150 кб/с для хранения 1,5-2 часов видео требовалось два CD Из-за низкой скорости битрейта и, как следствие, высокой JPEG-компрессии во многих сценах картинка «рассыпалась» на квадраты Сжатие видео информации

MPEG-1 Super Video CD Размер среднего фильма увеличился до 2 Гб и для его записи требовалось целых три диска повышено разрешение снижена степень сжатия появилась поддержка многоканального звука Сжатие видео информации

MPEG-2 описывает сжатие видеосигналов в прогрессивной развертке размер кадра 720 х 576 (PAL) битрейт до 9 Мб/с для хранения 1,5 часа видео требовалось один диск система анализа повторяющихся данных ( новшество ) применение во внутрикадровом сжатии нелинейного преобразователя Фурье ( новшество ) Сжатие видео информации

MPEG-4 Сжатие видео информации комплексная среда взаимодействия с различными мультимедийными объектами: статичными картинками; аудио; видео; текстом; синтезированными объектами. При декодировании совмещение неподвижного фона и движущихся элементов происходит неточно, поэтому картинка размывается и исчезают мелкие детали изображения

MPEG-4 Сжатие видео информации кодированием звуковой дорожки в МРЗ записать на один диск 1,5-2 часа видео со стереозвуком и качеством, превосходящим телевизионное DVD-фильм можно перевести в DivX за несколько часов DivX

Теория монтажа видео. Традиционный монтаж

Теория монтажа видео. Традиционный монтаж

Теория монтажа видео. Монтажная система из трех магнитофонов

Теория монтажа видео. Цифровое редактирование получило название нелинейного монтажа

Теория монтажа видео. Вопрос 3 Монтажная система из трех магнитофонов

Сохранение исходного уровня качества записанных на диск фрагментов при их копировании (вне зависимости от числа копий). Отсутствие выпадений из-за дефектов ленты, Мгновенный доступ к любому фрагменту, Более широкие возможности контроля процесса монтажа, Более высокое качество конечной продукции, Возможность использования новых творческих решений и создания новых визуальных эффектов (например, трехмерная анимация, виртуальная студия) Преимущества нелинейного монтажа Теория монтажа видео.

Для создания любого микшерского перехода/эффекта между двумя клипами (A и B) в оперативной памяти компьютера необходимо одновременно содержать кадры как заканчивающегося клипа A, так и начинающегося клипа B, последовательно загружая их с жесткого диска, декомпрессируя и производя просчет новых кадров результирующего клипа, затем осуществляя обратную компрессию и запись на диск. Этот процесс называется рендеринг Теория монтажа видео. Рендеринг

Двухпотоковое цифровое редактирование Теория монтажа видео. Видео с жесткого диска декомпрессируется и в два потока одновременно подается на блок выполнения эффектов. Результат в реальном времени снимается с выхода и записывается на ленту или воспроизводится на мониторе

Вопрос Телевизионные стандарты. 2. Сжатие видео информации. 3. Теория монтажа видео. 4. Требования к аппаратуре для проведения монтажа видео. 5. Необходимое программное обеспечение.

Требования к аппаратуре для проведения монтажа видео. Процессор Оперативная память Диски (винчестер) Файловая система Операционная система Системная плата

Вопрос Телевизионные стандарты. 2. Сжатие видео информации. 3. Теория монтажа видео. 4. Требования к аппаратуре для проведения монтажа видео. 5. Необходимое программное обеспечение.

Необходимое программное обеспечение Adobe Premiere Pinnacle Studio Vegas Video Ulead MediaStudio и др. Видео редакторы

Adobe Premiere Необходимое программное обеспечение

Pinnacle Studio Необходимое программное обеспечение