кандидат технических наук, доцент кафедры программной инженерии и вычислительной техники Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
кандидат технических наук, доцент кафедры программной инженерии и вычислительной техники Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
доктор технических наук, профессор, ректор Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
В настоящее время ключевую роль в различных отраслях экономики РФ играют гибридные орбитально-наземные сети связи, важной составной частью которых являются беспилотные системы на FPV-управлении. Важным элементом таких систем являются каналы информационного обмена, в составе которых широкое распространение получило использование нейросетевых кодеков. Главным критерием успешности решения ими своих целевых задач является удовлетворение требований к качеству восстановленного видеопотока, что обусловливает особенную актуальность обоснования этих требований.
Целью настоящей статьи является представление подхода к количественному обоснованию требований к качеству передаваемого видеопотока.
Сущность представленного подхода заключается в том, что требуемые значения показателей качества передаваемого изображения, используемые для обоснования приемлемых нейросетевых кодеков, определяются путем анализа различных видеопотоков, на основе которых формировались воздействия по управлению беспилотными системами, позволившие достичь целей их функционирования. Рассмотрены основные этапы подхода и их логическая взаимосвязь.
Предложенный подход базируется на использовании методов статистического и риск-анализа, теории планирования эксперимента и теории вероятностей.
Научная новизна предложенного подхода заключается в том, что требования к качеству передаваемого от беспилотной системы к оператору видеопотока, используемые для обоснования приемлемых нейросетевых кодеков, рассчитываются путем анализа совокупности видеопотоков, позволивших достичь целей ее функционирования, что дает возможность избавиться от субъективизма присущего использующимся в настоящее время для решения этой задачи экспертным методам.
Теоретическая значимость: доказана возможность использования имитационного моделирования каналов информационного обмена для решения задачи коррекции требований к показателям качества восстановленного видеопотока при FPV-управлении. Предложенный подход также вносит вклад в совершенствование научно-методического аппарата в области проектирования альтернативных кодеков сжатия видеопотока с потерями.
Практическая значимость предложенного подхода заключается в том, что полученные с помощью него требования к показателям качества передаваемого видеопотока могут быть в дальнейшем использованы для обоснования оптимальных проектных решений по созданию каналов информационного обмена между беспилотными системами и оператором, что существенно повысит эффективность использования этих систем.
Currently, hybrid orbital-ground communication networks play a key role in various sectors of the Russian economy, an important part of which are unmanned systems based on FPV control. One of the key elements of such systems is information exchange channels. The main criterion for the success of their objectives is to meet the requirements for the quality of the transmitted video stream, which makes it particularly relevant to substantiate these requirements.
The purpose of this article is to present an approach to the quantitative justification of the requirements for the quality of the transmitted video stream.
The essence of the presented approach lies in the fact that the required values of the transmitted image quality indicators, used to justify acceptable neural network codecs, are determined by analyzing various video streams, on the basis of which the impacts on the control of unmanned systems that allowed to achieve the goals of their functioning were formed. The main stages of the approach and their logical interrelation are considered.
The proposed approach is based on the use of methods of statistical and risk analysis, the theory of experiment planning and probability theory.
Scientific novelty of the proposed approach lies in the fact that the requirements to the quality of the video stream transmitted from the unmanned system to the operator, used to justify acceptable neural network codecs, are calculated by analyzing the totality of video streams that allowed to achieve the goals of its functioning, which allows to get rid of the subjectivism inherent in the expert methods currently used to solve this problem.
Theoretical significance of the proposed approach lies in the fact that the necessity and possibility of not only substantiating the requirements for the quality indicators of the transmitted video stream for FPV control, but also their correction has been proved.
Practical significance. The requirements for the quality indicators of the transmitted video stream obtained using the proposed approach can be further used to justify optimal design solutions for creating information exchange channels between unmanned systems and the operator, which will significantly increase the efficiency of using these systems.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.