Printare digitala. Reprezentarea materialelor digitale pe baza invarianțelor matriceale Ce înseamnă material digital?

Privind în jurul tău, cel mai probabil vei vedea pe biroul tău, sau nu departe de acesta, o imprimantă laser sau cu jet de cerneală, pe care o folosești pentru a crea diverse tipuri de documente de care ai nevoie la serviciu și în viața de zi cu zi. După ce au făcut o adevărată revoluție în lumea imprimării cu câteva decenii în urmă, imprimantele digitale au câștigat o popularitate enormă, care crește în fiecare zi, devenind un concurent demn pentru mașinile de tipărit offset.

În primii ani ai echipamentelor de imprimare digitală, chiar și o persoană fără experiență putea distinge documentele tipărite pe prese digitale de materialele create cu echipamente offset - calitatea era un semn. Dar dezvoltarea mașinilor digitale nu a stat pe loc, dezvoltându-se activ, iar astăzi au atins un nivel la care sunt capabile să arate o calitate excelentă a produselor tipărite.
Astăzi, diferența dintre imprimarea digitală și imprimarea offset este că fiecare dintre aceste tipuri de imprimare poate fi folosit pentru a atinge anumite obiective, ținând cont de avantajele și dezavantajele diferitelor echipamente pentru fiecare dintre ele.

Termenul „imprimare digitală” este larg și include orice metodă de reproducere a documentelor folosind fișiere electronice, puncte de imagine, cerneală sau toner, în funcție de tipul de echipament digital utilizat. Datorită faptului că o imprimantă digitală reproduce o imagine a unei pagini în conformitate cu o anumită lucrare de imprimare și nu transferă imprimarea pe hârtie folosind plăci speciale, imaginile imprimate de echipamente digitale pot fi diferite pentru fiecare coală imprimată ulterioară. O imprimantă digitală nu necesită instalarea de foi pentru imprimarea diferitelor elemente grafice și text.

Beneficiile imprimării digitale

Datorită particularităților aplicării elementelor pe hârtie cu imprimante digitale, acestea sunt capabile să rezolve două sarcini foarte importante: imprimarea materialelor cu mai multe pagini într-o singură lucrare de imprimare și permițându-vă să creați materiale tipărite personalizate, ceea ce este necesar în special atunci când doriți să faceți personal. contactați o anumită companie sau specifică consumatorului. Această caracteristică deschide oportunități excelente pentru eforturile de marketing ale oricărei afaceri. În plus, echipamentele digitale vă permit să imprimați materiale într-un timp scurt.

Imprimarea digitală – cum funcționează?

Procesul de imprimare digitală începe cu crearea unui fișier document care va include textul și imaginile reproduse în document. Indiferent de ce software este folosit pentru a crea fișierul și oricare dintre elemente, fișierul grafic trebuie să fie un fișier raster. Grila raster este situată pe axele de coordonate x și y, iar atunci când lucrați cu fișierul, se stabilește care dintre ele urmează să fie procesat.
Un fișier imagine raster este uneori numit bitmap deoarece conține informații direct implicate în generarea rețelei. BMP, TIFF, GIF și JPEG sunt exemple de tipuri de fișiere de imagine raster. Convertirea unui fișier într-un fișier bitmap se numește procesare bitmap. La pregătirea fișierelor pentru imprimare, toate acestea trebuie copiate pentru a crea o matrice de biți, din care vor fi preluate date pentru a imprima imaginea prin plasarea punctelor în locurile potrivite.

Dispozitivele de imprimare digitală pot folosi tehnologii diferite în funcție de substanța prin care imaginile sunt aplicate pe hârtie (toner sau cerneală). Cel mai adesea, tonerul uscat este utilizat pentru imprimante.

Cum funcționează o imprimantă laser?

Imprimantele laser folosesc impulsuri de lumină de la un fascicul laser pentru a produce imagini pe o suprafață sensibilă la lumină. Imaginile sunt formate din puncte din Matrix, de obicei 600x600 dpi, 750x750 puncte/cm sau 1500x1500 puncte/cm.

O imprimantă laser folosește o tehnologie similară cu cea a unui copiator, bazată pe principiul atracției sarcinilor electrice opuse. Folosind informațiile bitmap din fișierul copiat, fasciculul laser emite un fotoreceptor încărcat electric. Particulele de toner sunt atrase de acesta și apoi transferate pe hârtie. Tonerul este fixat pe hârtie pe măsură ce trece prin role fierbinți (aproximativ 400 de grade).

Temperatura ridicată necesară pentru a seta tonerul pe hârtie impune anumite restricții asupra tipurilor de hârtie care pot fi utilizate cu o imprimantă laser.

Toner

Particulele de toner sunt încărcate negativ și există o pulbere pe bazele de plastic care este încălzită de temperatură. Tonerul este format dintr-un pigment colorat sau negru și un polimer. Amestecul este încălzit și zdrobit, apoi răcit. Încălzirea creează particule de toner cu dimensiuni cuprinse între 7 și 10 microni.

Rezoluția imaginii imprimate depinde de dimensiunea particulei de toner. Numărul de puncte trebuie să se potrivească cu punctele din bitmap. Acest lucru este important pentru reproducerea imaginilor cu rezoluție normală.

Cum funcționează o imprimantă cu jet de cerneală?

O imprimantă cu jet de cerneală folosește picături foarte fine de cerneală pentru a reproduce imaginile pe hârtie. Picăturile de cerneală sunt controlate de un semnal digital pentru a pulveriza cerneală lichidă pe hârtie. Dimensiunea picăturilor de cerneală cu jet de cerneală este de aproximativ 50-60 microni, adică Aceste picături sunt mai mici decât diametrul unui păr uman (70 microni), dar mai mari decât particulele de toner.

Când imprimați fotografii, o imprimantă cu jet de cerneală produce imagini de înaltă calitate, aproape de cele fotografice. Imprimantele cu jet de cerneală funcționează cu hârtie și alte substraturi, inclusiv rulouri de hârtie. Acest lucru vă permite să imprimați materiale de format mare la rezoluție înaltă.

Imprimare digitală și hârtie

Hârtia destinată tipăririi digitale are proprietăți diferite în comparație cu hârtia utilizată pentru imprimarea offset. În special, hârtia trebuie să fie rezistentă la căldură, neschimbându-și calitățile atunci când este expusă la temperaturi ridicate, presiune și elemente chimice incluse în toner.

Este posibil să fi întâlnit problema scurgerii de cerneală prin coală și alte dificultăți la imprimarea materialelor pe echipamente cu jet de cerneală. La imprimarea cu toner, pot apărea probleme, cum ar fi imprimarea particulelor de cerneală pe obiecte și alte hârtie, în timp ce coala este încă caldă după imprimare. Aceasta înseamnă că hârtia selectată pentru imprimare nu este potrivită pentru lucrul cu echipamente digitale.

De ce trebuie să știți despre caracteristicile de funcționare ale mașinilor de imprimat digital?

Este necesar să ai cunoștințe despre principiile de funcționare a echipamentelor digitale, astfel încât atunci când colaborezi cu o tipografie care va tipări diverse tipuri de materiale pentru tine, să poți naviga prin recomandările și sfaturile angajaților săi și să alegi hârtia și alte consumabile potrivite. pentru munca ta.

Invenţia se referă la tehnologia de prezentare a semnalului. Rezultatul tehnic este o extindere a funcționalității. Sistemul pentru generarea unei descrieri compacte a materialelor digitale conține un modul de recepție configurat pentru a obține material digital, un modul de segmentare configurat pentru a împărți materialul menționat în mai multe zone, un modul de calcul configurat pentru a genera vectori caracteristici pentru fiecare zonă din setul menționat, în care caracteristica vectorii sunt calculați pe baza invarianțelor matricei, inclusiv descompunerea valorii singulare, un modul de ieșire configurat pentru a genera un rezultat de ieșire folosind o combinație a vectorilor caracteristici calculati, în care rezultatul de ieșire formează un vector de valori hash pentru acel material digital, unde vectorul a valorilor hash este o reprezentare compactă a materialului digital, identificând astfel materialul digital pe baza reprezentării compacte menționate. 2 n. si 7 salariu f-ly, 3 ill.

Desene pentru brevetul RF 2387006

Domeniul tehnologiei la care se referă invenția

Această invenţie se referă în general la tehnologia de prezentare a semnalului.

De ultimă oră

Materialele digitale sunt adesea distribuite consumatorilor prin rețele private și publice, cum ar fi intranet-urile sau internetul. În plus, aceste materiale sunt distribuite consumatorilor prin medii fixe care pot fi citite de computer, cum ar fi un disc compact (CD-ROM), un disc digital versatil (DVD), o dischetă magnetică sau o unitate de disc (de exemplu, un hard disk preîncărcat) .

Din păcate, este relativ ușor pentru o persoană să pirateze conținutul digital original al materialului digital pe cheltuiala și pierderea proprietarilor acelui conținut, care include autorul conținutului, editorul, dezvoltatorul, distribuitorul etc. Industriile bazate pe conținut (de exemplu, divertisment, muzică, filme, software etc.) care produc și distribuie conținut sunt afectate de pierderi constante de venituri din cauza pirateriei digitale.

„Conținut digital” este un termen generic folosit în această aplicație pentru a se referi la conținutul(ele) stocat sau transmis electronic. Exemple de materiale digitale includ imagini, clipuri audio, video, multimedia, software și date. În funcție de context, materialele digitale pot fi denumite și „semnal digital”, „semnal de conținut”, „flux de biți digital”, „semnal multimedia”, „obiect digital”, „obiect”, „semnal” și altele asemenea.

În plus, materialele digitale sunt adesea stocate în baze de date masive - fie structurate, fie nestructurate. Pe măsură ce aceste baze de date cresc, crește nevoia de clasificare și identificare simplificată a materialelor.

Hashing

Tehnologiile hash sunt folosite în multe scopuri. Aceste obiective includ protejarea drepturilor proprietarilor de conținut și creșterea vitezei de căutare/acces la bazele de date. Tehnologiile hash sunt utilizate în multe domenii, cum ar fi gestionarea bazelor de date, interogare, criptare și multe alte domenii care implică cantități mari de date brute.

În general, tehnologia hashing hărțește (convertă) un bloc mare de date brute într-un set relativ mic și structurat de identificatori. Acești identificatori mai sunt denumiți „valori hash” sau pur și simplu „hash”. Prin introducerea unei structuri și ordini speciale în datele brute, funcția de hashing reduce semnificativ dimensiunea datelor brute într-o reprezentare mai mică (și de obicei mai gestionabilă).

Limitările hashingului convențional

Tehnologiile convenționale de hashing sunt utilizate pentru multe tipuri de date. Aceste tehnologii au caracteristici bune și sunt bine înțelese. Din păcate, materialele digitale cu conținut vizual și/sau audio prezintă un set unic de caracteristici care nu se găsesc în alte date digitale. Acest lucru se datorează în principal faptului unic că conținutul unor astfel de materiale este supus evaluării perceptive de către observatorii umani. De obicei, evaluarea perceptivă este vizuală și/sau auditivă.

De exemplu, să presupunem că conținutul a două materiale digitale este de fapt diferit, dar din punct de vedere perceptiv acest lucru nu este semnificativ. Un observator uman poate vedea conținutul celor două materiale digitale ca fiind similar unul cu celălalt. Cu toate acestea, chiar și diferențele perceptuale nesemnificative în proprietățile conținutului (cum ar fi culoarea, înălțimea, intensitatea, faza) între două materiale digitale au ca rezultat două materiale (produse) care apar semnificativ diferite în domeniul digital.

Astfel, atunci când se utilizează funcția hash convențională, o versiune ușor modificată a materialului digital generează o valoare hash semnificativ diferită în comparație cu valoarea hash a materialului digital original, chiar dacă acel material digital este substanțial identic (adică, perceptiv același) pentru om. observator.

Observatorul uman este destul de tolerant cu anumite schimbări în materialele digitale. De exemplu, urechile umane sunt mai puțin sensibile la modificările componentelor unui semnal audio din anumite game de frecvență decât componentele din alte game de frecvență.

Această toleranță umană poate fi exploatată (de pirați) în scopuri ilegale sau fără scrupule. De exemplu, un pirat poate folosi tehnologii avansate de procesare audio pentru a elimina notificările privind drepturile de autor sau filigranele introduse dintr-un semnal audio fără o schimbare percepută în calitatea semnalului audio.

Astfel de modificări rău intenționate ale materialelor digitale sunt numite „atacuri” și au ca rezultat modificări ale zonei de date. Din păcate, observatorii umani nu pot percepe aceste schimbări, permițând piraților să distribuie cu succes copii neautorizate într-o manieră ilegală.

În timp ce un observator uman este tolerant cu astfel de schimbări mici (adică, imperceptibile), un observator al informațiilor digitale – sub forma tehnologiei convenționale de hashing – nu este. Tehnologiile tradiționale de hashing nu fac nimic pentru a identifica conținutul comun al materialului digital original și o copie piratată a acelui material, deoarece hashingul originalului și al copiei piratate are ca rezultat valori hash foarte diferite. Acest lucru este adevărat chiar dacă ambele sunt identice din punct de vedere perceptiv (adică par la fel pentru un observator uman).

Aplicații ale tehnologiilor de hashing

Există multe și variate aplicații ale tehnologiilor de hashing. Unele includ anti-piraterie, categorizare de conținut, recunoaștere a conținutului, filigranare, generare de chei bazate pe conținut și sincronizare între fluxurile audio și video.

Tehnologiile de hashing pot fi folosite pentru a căuta pe Web materiale digitale suspectate a fi piratate. În plus, tehnologiile de hashing sunt utilizate pentru generarea cheilor de semnal bazate pe conținut. Aceste chei sunt folosite în locul sau în plus față de cheile private. Funcțiile hash pot fi, de asemenea, utilizate pentru a sincroniza semnalele de intrare. Exemple de astfel de semnale includ semnale video sau multimedia. Tehnologia hashing trebuie să fie rapidă dacă sincronizarea se dorește a fi efectuată în timp real.

Esența invenției

Ceea ce este descris aici este o implementare care oferă o nouă reprezentare a materialului digital (cum ar fi o imagine) într-o nouă zonă de prezentare definită. În special, aceste reprezentări în acest nou domeniu se bazează pe invarianțe de matrice. În unele implementări, aceste invarianțe ale matricei se pot baza, de exemplu, în mare măsură pe descompunerea valorii singulare (SVD).

Scurtă descriere a desenelor

Numerele de referință asemănătoare sunt utilizate pe parcursul desenelor pentru a se referi la elemente și caracteristici similare.

Figura 1 este o diagramă bloc care arată implementarea metodologică descrisă.

Figura 2 este o diagramă bloc a implementării descrise.

FIG.3 ilustrează un exemplu de mediu de operare pentru computer capabil de implementare (completă sau parţială) a cel puţin unui exemplu de realizare descris.

Descriere detaliata

În următoarea descriere, numerele, materialele și configurațiile specifice sunt prezentate în scopuri de explicație pentru a oferi o înțelegere aprofundată a prezentei invenții. Cu toate acestea, va fi evident pentru un specialist în domeniu că prezenta invenţie poate fi pusă în practică fără aceste detalii ilustrative specifice. în alte cazuri, caracteristicile binecunoscute au fost omise sau simplificate pentru a clarifica descrierea implementărilor ilustrative ale prezentei invenţii şi, prin urmare, a explica mai bine prezenta invenţie. Mai mult, pentru ușurință de înțelegere, unii pași ai metodei sunt evidențiați ca pași separați; totuși, acești pași identificați separat nu trebuie interpretați ca dependenți în mod necesar de ordinea în care sunt efectuate.

Următoarea descriere dezvăluie una sau mai multe implementări ilustrative ale unei reprezentări de conținut digital bazate pe invarianțe de matrice care conțin elementele enumerate în revendicările însoțitoare. Aceste implementări sunt descrise atât de detaliat încât să satisfacă cerințele prescrise pentru descriere, fezabilitate și dezvăluire a celui mai bun mod de a realiza invenția. Cu toate acestea, această descriere în sine nu are scopul de a limita domeniul de aplicare al acestui brevet.

Implementările ilustrative descrise mai jos sunt exemple. Aceste implementări ilustrative nu limitează domeniul de aplicare al prezentei invenţii revendicate; mai degrabă, prezenta invenţie poate fi, de asemenea, concretizată şi implementată în alte moduri în legătură cu alte tehnologii curente sau viitoare.

Un exemplu de realizare a unei reprezentări de materiale digitale bazată pe invarianțele matricei poate fi numită „reprezentare ilustrativă a materialelor”.

Atunci când se menționează randomizarea, trebuie să se înțeleagă că această randomizare se realizează printr-un generator (de exemplu, RC4) de numere pseudoaleatoare, a căror sămânță este o cheie secretă (k), unde această cheie este necunoscută adversarului.

Introducere

Una sau mai multe implementări exemplificative ale acestei invenții descrise mai jos pot fi implementate (în întregime sau parțial) pe sisteme de calculatoare și rețele de computere similare cu cele prezentate în FIG. Deși implementările pot avea multe utilizări, criptosistemele, autorizarea și securitatea sunt exemple de aplicații specifice.

Un instrument exemplar de reprezentare a materialelor derivă vectori de proprietăți robusti ai materialelor digitale din regiuni cvasi-globale selectate pseudo-aleatoriu ale acelor materiale prin invarianțe de matrice. Astfel de zone pot (dar nu ar trebui) să se suprapună.

Spre deosebire de abordările convenționale, calculele din reprezentarea materialului exemplar se bazează pe invarianțe ale matricei (cum ar fi cele bazate pe descompunerea valorii singulare (SVD)). Componentele SVD acoperă caracteristicile esențiale ale materialelor digitale.

Caracteristici cvasi-globale

Caracteristicile cvasi-globale sunt reprezentanți (reprezentări tipice) ale caracteristicilor generale ale unui grup sau ale unei colecții de elemente individuale. De exemplu, acestea pot fi statistici sau caracteristici ale „zonelor” (adică „segmente”). Caracteristicile cvasi-globale nu sunt reprezentanți (reprezentări) ale caracteristicilor locale individuale ale elementelor individuale; mai degrabă, ei sunt reprezentanți ai conținutului perceptiv al grupului (de exemplu, segmente) în ansamblu.

Caracteristicile cvasi-globale pot fi definite (specificate) printr-o reprezentare matematică sau statistică a grupului. De exemplu, aceasta ar putea fi media valorilor de culoare ale tuturor pixelilor dintr-un grup. Prin urmare, astfel de caracteristici cvasi-globale pot fi numite și „caracteristici statistice”. Caracteristicile locale nu reprezintă caracteristici statistice robuste.

Denumiri

Mai jos, literele mari (de exemplu, A, B, C) reprezintă matrici, literele mici cu notație vectorială (de exemplu, ~a, ~b, ~c) reprezintă vectori de coloană, iar literele mici reprezintă scalari (de exemplu, a, b, c). Cheia secretă este reprezentată de k.

Următoarele definiții matematice sunt folosite aici:

Reprezentarea bidimensională a n x n materiale digitale.

O matrice de identitate de dimensiunea n x n.

- o matrice care reprezintă a i-a regiune pseudo-aleatorie (de exemplu, un dreptunghi de dimensiunea m x m) luată din materiale digitale.

Matricea de transpunere A.

Norma Frobenus a unei matrice A, definită ca

unde a k,l este elementul lui A din rândul k și coloana l.

Matrice conjugată hermitiană pentru matricea A. Rețineți că A H =A L pentru matricele reale.

norma L 2 a vectorului, care este definită ca

unde este elementul k-lea ~ .

- Matrice de transformare DCT de dimensiunea m pentru semnale unidimensionale de lungime m. Rețineți că transformarea DCT bidimensională a matricei I (dimensiunea m x m) este definită ca

- Matrice de transformare DWT de dimensiunea m pentru semnale unidimensionale de lungime m. Rețineți că transformarea DWT bidimensională a matricei I (dimensiunea m x m) este definită ca

Greutatea Hamming a unui vector binar ~a.

Matrice SVD definit ca:

Vectorii proprii ortogonali ai matricei AA H (și în cazul general pot să nu fie unici (cu o singură valoare)). se numesc vectori singulari stânga ai lui A.

Vectori proprii ortogonali ai matricei A H A (și, în general, pot să nu fie unici). se numesc vectori drept singulari ai lui A.

- : Matrice diagonală reală de dimensiunea m x m, unde i-lea element diagonal, a i , se numește i-a valoare singulară. Fără a pierde generalitatea, putem presupune că

Descompunerea valorii singulare (SVD)

Reprezentarea exemplară a materialelor surprinde esența informațiilor geometrice, oferind în același timp reducerea dimensionalității. SVD are unele proprietăți de optimitate demonstrabile: cea mai bună aproximare a matricei de dimensiuni inferioare (să zicem K-dimensionale) (să zicem rangul N, N>=K) în sensul normei Frobenus este furnizată de primii K vectori singulari și singulari corespunzători. valorile.

Esența proprietăților cvasi-globale și informațiile geometrice ale materialelor digitale (cum ar fi imaginile) sunt captate compact de componentele SVD semnificative ale unor astfel de materiale. Astfel de componente sunt aproximativ invariante sub perturbări intenționate sau neintenționate, atâta timp cât materialele digitale de interes nu sunt prea mult alterate din punct de vedere perceptiv.

Printr-o reprezentare materială exemplară, SVD este aplicată regiunilor de imagine cvasi-globale selectate pseudoaleatoriu, în principal din motive de securitate. Componentele SVD derivate din aceste domenii reprezintă cu exactitate proprietățile cuprinzătoare ale materialelor digitale și au proprietăți de robustețe adecvate, oferind în același timp o securitate rezonabilă, atâta timp cât sunt utilizate un număr și o dimensiune suficient de domenii.

Opțiunile obișnuite au fost DCT (transformată cosinus discretă) și DWT (transformată wavelet discretă http://www.multitran.ru/c/m.exe?a=sa&t=1230948_1_2&sc=134). Cu DCT și DWT, materialele digitale sunt proiectate pe un set fix de vectori de bază fixă. DCT/DWT s-a dovedit a fi eficient în general pentru aplicațiile convenționale de prelucrare a materialelor.

În loc de transformări de tip DCT/DWT pe bază fixă, un instrument exemplar de reprezentare a materialului utilizează descompunerea valorii singulare (SVD). În cazul SVD, prezentatorul de material exemplar selectează vectorii de bază optimi în sensul normei L 2 (vezi ecuația (1) de mai jos). Mai mult, pentru o matrice dată SVD-ul său este unic. Ca analogie, dacă un material digital este reprezentat de un vector într-un spațiu vectorial de dimensiuni mari, atunci vectorii singulari oferă informații despre direcția optimă față de material în sensul ecuației (1), în timp ce valorile singulare ​dați informații despre distanța pe acea direcție. Prin urmare, vectorii singulari care corespund vectorilor singulari mari sunt în mod natural susceptibili la orice atac de scalare și alte modificări mici ale procesării convenționale a semnalului.

Folosind descompunerea SVD, materialele digitale pot fi privite ca o suprafață bidimensională în spațiul tridimensional. Când transformări asemănătoare DCT sunt aplicate unui material digital (sau suprafețe), informații despre orice proprietate geometrică deosebit de distinctă (deci importantă) a materialului digital este distribuită pe toți coeficienții.

De exemplu, o imagine poate avea o suprafață cu vârfuri puternice (de exemplu, părți foarte luminoase pe un fundal întunecat), care trebuie să fie distribuită pe toate transformările în cazul DCT. Folosind SVD, o reprezentare materială exemplară păstrează atât mărimea acestor proprietăți importante (în valori singulare), cât și locația și geometria lor în vectori singulari. Prin urmare, combinarea celor mai mari vectori singulari stânga și dreapta (adică cei corespunzători celor mai mari valori singulare) surprinde proprietăți geometrice importante în imagine în sensul normei L 2.

Proprietăți SVD

Proprietățile matematice ale SVD sunt descrise mai jos. Lăsa este SVD pentru A. Atunci

1) Vectorii singulari stângi sunt o bază ortogonală pentru spațiul coloanei A.

2) Vectorii singulari drepte sunt o bază ortogonală pentru spațiul rând A.

Unde Și

Unde sunt valori singulare, vectori singulari corespunzători.

Hashing

Funcția hash utilizată de prezentatorul de material exemplar transmite valorile de intrare material digital (cum ar fi o imagine) I și cheia secretă k. Această funcție hash produce un vector scurt dintr-un set de cardinalitate 2 k . Este de dorit ca valoarea hash perceptivă să fie identică cu o probabilitate mare pentru toate materialele digitale similare din punct de vedere perceptiv. De asemenea, este de dorit ca două materiale digitale distincte din punct de vedere perceptiv să aibă o probabilitate mare de a produce valori hash necorelate. Această funcție hash este o conversie multi-la-unu. Pe de altă parte, pentru majoritatea aplicațiilor poate fi suficient să existe valori hash aproximativ similare (respectiv diferite) pentru valori de intrare similare perceptuale (respectiv diferite) cu probabilitate mare, de exemplu. această funcție hash poate prezenta o schimbare treptată.

Cerințele pentru o astfel de funcție hash sunt date după cum urmează:

1) Randomizare: Pentru orice valoare de intrare dată, valoarea sa hash trebuie să fie distribuită aproximativ uniform între toate valorile de ieșire posibile. Măsura probabilității este specificată de cheia secretă.

2) Independență în perechi: valorile hash de ieșire pentru două materiale digitale perceptiv diferite trebuie să fie independente cu probabilitate mare, unde spațiul de probabilitate este specificat de cheia secretă.

3) Invarianță: Pentru toate perturbațiile acceptabile posibile, valoarea de ieșire a funcției hash trebuie să rămână aproximativ invariantă cu probabilitate mare, unde spațiul de probabilitate este dat de cheia secretă.

Două materiale digitale sunt considerate similare din punct de vedere perceptiv atunci când nu există diferențe suficient de vizibile între ele în ceea ce privește percepția umană.

Implementări metodologice ale ilustrativelor

Figura 1 prezintă o implementare metodologică a unui instrument exemplificativ de prezentare a materialelor. Această implementare metodologică poate fi realizată folosind software, hardware sau o combinație a ambelor.

La pasul 110, prezentatorul de conținut exemplar primește conținut digital de intrare. Pentru această descriere, materialele digitale de intrare sunt o imagine n x n, care poate fi descrisă ca Rețineți că această imagine poate fi și dreptunghiulară (adică, dimensiunile pot varia). Această abordare poate fi generalizată la această afecțiune fără dificultate.

La etapa 120, prezentatorul de material exemplificator generează pseudo-aleatoriu mai multe regiuni din I. Numărul de regiuni poate fi p iar forma acestor regiuni poate fi, de exemplu, un dreptunghi. Forma acestor zone poate varia de la implementare la implementare.

Deși nu sunt necesare, aceste zone se pot suprapune între ele. Cu toate acestea, poate exista o implementare care necesită o astfel de suprapunere. În schimb, poate exista o implementare care să nu permită suprapunerea.

A i este o matrice care reprezintă i-a regiune pseudoaleatoare (de exemplu, un dreptunghi de dimensiunea m x m) luată din materiale digitale. Rețineți că fiecare dintre aceste regiuni poate fi o matrice de alte dimensiuni și aceasta poate fi utilizată cu ușurință în această abordare fără dificultate.

La pasul 130, sunt generați vectori caracteristici (fiecare dintre care poate fi desemnat din fiecare regiune Ai printr-o transformare bazată pe SVD. Această generație de vectori caracteristici poate fi descrisă în general ca

Acești vectori de caracteristici pot fi utilizați ca valori hash după o eșantionare adecvată sau pot fi utilizați ca caracteristici intermediare din care pot fi formate valorile hash reale. Transformarea bazată pe SVD este o funcție hash care utilizează SVD. Exemple de funcții hash sunt descrise mai jos în secțiunea intitulată „Funcții hash bazate pe SVD”.

În acest moment, reprezentarea materială exemplară generează o reprezentare (o colecție de vectori caracteristici generați de materiale digitale. Unele implementări pot ajunge în acest moment cu combinația pentru a forma un vector hash.

În aceste implementări, poate fi proiectat să dea valorile singulare de top q din dreptunghiul A i . O altă posibilitate este de a crea astfel încât să ofere vectorii singulari de sus q (stânga, dreapta sau ambele). Sunt q vectori singulari care corespund celor mai mari valori q. Desigur, în ambele cazuri parametrul q trebuie ales corect; de exemplu, o soluție logică ar putea necesita q<

În unele implementări, este posibil să alegeți p=1 și A i pentru a se potrivi cu întreaga imagine. Rețineți că această opțiune nu are caracter aleatoriu; prin urmare, este mai potrivit pentru aplicații de hashing a imaginilor non-contradictorii.

Alternativ, alte implementări pot efectua procesări suplimentare pentru a genera rezultate și mai fine. Etapele 140, 150, 160 și 170 arată acest lucru.

La pasul 140, reprezentarea exemplificativă a materialelor generează o reprezentare secundară J a materialelor digitale prin utilizarea unei combinații pseudo-aleatoare de vectori caracteristici. În acest moment, acești vectori generați ca parte a etapei 130 pot fi considerați vectori caracteristici „intermediari”.

Ca parte a unei astfel de generări a reprezentării secundare J, mijloacele de reprezentare materială exemplificativă colectează primii vectori singulari stânga și dreapta care corespund celei mai mari valori singulare din fiecare subsecțiune.

Fie unde (respectiv primul vector de singular stânga (respectiv dreapta) al subsecțiunii i. Atunci mijloacele ilustrative de reprezentare pseudo-aleatorie a materialelor formează o reprezentare netedă J din mulțimea Г: Pentru un singular inițial dat pseudoaleatoriu ales vector, J continuă să se formeze prin selectarea și înlocuirea vectorilor următori din Г, astfel încât următorul vector ales să fie cel mai apropiat de vectorul anterior în sensul normei L 2.

În consecință, după pași de 2p, toate elementele lui Γ sunt reordonate pseudo-aleatoriu și se formează J (de dimensiunea m x 2p). Rețineți că metrica L 2 poate fi înlocuită cu orice altă metrică adecvată (eventual randomizată) atunci când se formează J, astfel încât să se obțină continuitatea și netezimea. Un caracter neted pentru J poate fi de dorit în unele implementări.

De asemenea, rețineți că în loc de această simplă reordonare pseudo-aleatoare a vectorilor, este posibil să se aplice alte operații (posibil mai complexe) pentru a genera J.

La etapa 150, prezentatorul de material exemplificator generează pseudo-aleatoriu mai multe regiuni din J. Numărul de regiuni poate fi numit r iar forma acestor regiuni poate fi, de exemplu, dreptunghiulară. Această formă de regiuni poate diferi de la implementare la implementare. Ca și în cazul zonelor descrise mai sus, aceste zone pot avea orice formă și se pot suprapune (dar nu sunt obligate să facă acest lucru).

Această acțiune este reprezentată de: Bi este o matrice care reprezintă i-a regiune pseudo-aleatorie (de exemplu un dreptunghi de dimensiune d x d) luată din reprezentarea secundară J a acestor materiale digitale. Rețineți că în această implementare, dreptunghiurile pot avea dimensiuni diferite. În alte implementări, dreptunghiurile pot avea aceeași dimensiune.

La pasul 160, este generat un nou set de vectori caracteristici (fiecare dintre care poate fi notat din fiecare regiune B i printr-o transformare bazată pe SVD. Această generație de vectori caracteristici poate fi descrisă în general ca

Acești vectori caracteristici sunt valori hash. Transformarea bazată pe SVD este o funcție hash care utilizează SVD. Exemple de funcții hash sunt descrise mai jos în secțiunea intitulată „Funcții hash bazate pe SVD”. Aceste transformări bazate pe SVD (T1 și T2) pot fi identice sau diferite una de cealaltă.

La pasul 170, modelul de redare a materialului combină vectorii caracteristici ai acestui nou set pentru a forma un nou vector hash care produce o valoare de ieșire care include această combinație de vectori.

Funcții hash bazate pe SVD

Această secțiune descrie mai multe funcții hash care pot fi utilizate de transformările bazate pe SVD (T1 și T2) introduse mai sus în descrierea din FIG.1.

Funcții hash SVD-SVD

Având în vedere o imagine, de exemplu, instrumentul de redare a conținutului exemplar selectează pseudo-aleatoriu p sub-imagini Modelul de redare a conținutului găsește apoi SVD-ul fiecărei imagini secundare:

unde U i, Vi sunt matrici vectoriale singulare reale stânga și dreapta m x m, respectiv, iar S i este o matrice diagonală reală m x m formată din valori singulare de-a lungul diagonalei.

După generarea reprezentării secundare la pasul 140, modelul de redare a conţinutului aplică din nou SVD subsecţiunilor Bi. Ca vector hash, prezentatorul de material exemplificativ stochează un set corespunzător de primii r vectori singulari stânga și dreapta din fiecare B i după eșantionarea corespunzătoare.

Ca o variantă a abordării SVD-SVD, modelul de redare a materialului folosește transformarea 2D-DCT ca transformare inițială (T l) la pasul 130. După găsirea 2D-DCT pentru fiecare sub-imagine Ai

Se salvează doar intervalul de frecvență superior din matricea D i de coeficienți. Aici D reprezintă matricea de transformare DCT. Selecția din și determină domeniul de frecvență selectat. Coeficienții de frecvență din intervalele joase și medii sunt mai descriptive și mai distinctive pentru imagini. Alegerea evită frecvențele apropiate de frecvența de fluctuație DC, care sunt mai sensibile la scalarea simplă sau modificările nivelului DC. Alegerea unei valori mici evită utilizarea coeficienților de frecvență mai mari, care pot fi modificați prin adăugarea de zgomot redus, netezire, compresie etc. Prin urmare, valorile adecvate pot fi selectate în funcție de problema specifică.

Coeficienții din acest interval de frecvență sunt apoi stocați ca vector pentru fiecare zonă A i . Ordonarea elementelor ~(d i ) depinde de utilizator și poate fi folosită pentru a introduce aleatorie suplimentară. Se formează apoi o reprezentare secundară urmând aceeași cale prin selectarea vectorilor aleatori dintr-o mulțime și generând pseudo-aleatoriu o reprezentare lină a lui J. În continuare, modelul de redare a materialelor aplică SVD la J:

ca vectori hash.

Aceasta este o variantă a abordării DCT-SVD, în care 2D-DCT este înlocuit cu 2D-DWT. După obținerea dreptunghiurilor aleatoare A i din imagine, DWT de nivel l este aplicat fiecărui A i . Sub-benzile DC sunt stocate ca vectori ~ pentru a forma o reprezentare secundară a lui J în etapa următoare. Apoi SVD se aplică la J:

Primii vectori singulari stânga și dreapta corespunzătoare celei mai mari valori singulare sunt stocate ca vectori hash după eșantionarea corespunzătoare.

SVD binar

În loc să opereze în domeniul sursă, redarea materialelor ilustrative generează o reprezentare binară din imaginea sursă, păstrând regiuni semnificative ale acelor materiale digitale. Dacă aceste materiale sunt o imagine, această abordare poate stabili un prag pe pixelii imaginii, unde nivelul de prag este ales astfel încât doar t procente din pixelii imaginii să fie unu (sau zerouri). Alternativ, acest nivel de prag poate fi ales astfel încât în ​​fiecare sub-imagine doar t procente din pixelii imaginii să fie unu (sau zerouri).

Având în vedere o imagine I, imaginea binară după stabilirea unui prag poate fi reprezentată ca I b și, pentru a corespunde celei mai mari valori singulare, primii vectori singulari stânga și dreapta pot fi definiți ca

Unde - vectori binari și operație binară SAU exclusiv. Alți vectori singulari pot fi găsiți alternativ, astfel încât acea pereche de vectori singulari (k+1) să fie scoasă pentru însumare.

Prin urmare, după stabilirea pragului, se găsesc primii vectori binari singulari pentru fiecare sub-imagine binară și formează mulțimea.După generarea reprezentării binare secundare J b în a doua etapă, mijlocul de reprezentare material exemplificativ continuă să folosească SVD binar pe r regiuni selectate pseudoaleatoriu. Valoarea finală este stabilită de

SVD direct

T l poate fi folosit ca o transformare de identitate și poate folosi direct subsecțiuni. Această idee este ușor de aplicat materialelor digitale binare (cum ar fi o imagine binară I b), care pot fi generate după stabilirea unui prag. Din fiecare subsecțiune A i de dimensiunea m x m se formează vectori ~ direct din probe din materiale. Reprezentarea secundară J este generată direct din Modelul de redare a materialului aplică apoi SVD la J:

și stochează primii vectori singulari stânga și dreapta ca vectorii hash.

Un sistem ilustrativ pentru generarea de reprezentări ale materialelor digitale

Figura 2 prezintă un sistem exemplificativ 200 pentru generarea unei reprezentări media digitale, care este un exemplu de implementare a unei reprezentări media exemplificative.

Sistemul 200 generează o reprezentare (de exemplu, o valoare hash) a materialului digital. În acest exemplu, materialul digital este o imagine. Sistemul 200 include un modul de achiziție de materiale 210, un modul de partiționare 220, un modul de calcul al statisticilor de zonă 230 și un dispozitiv de ieșire 240.

Modulul de achiziţie de materiale 210 primeşte materialul digital 205 (cum ar fi un semnal audio sau o imagine digitală). Poate primi materiale din aproape orice sursă, cum ar fi un dispozitiv de stocare sau o legătură de rețea. Pe lângă obținerea materialelor, obținerea modulului 210 poate, de asemenea, normaliza amplitudinea acestor materiale. În acest caz, poate fi numit și un normalizator de amplitudine.

Modulul de partiţionare 220 împarte materialele într-o multitudine de regiuni localizate pseudo-aleatoriu dimensionate pseudo-aleatoriu (adică, partiţii). Astfel de zone se pot suprapune (dar o astfel de suprapunere nu este necesară).

De exemplu, dacă acest material este o imagine, acesta poate fi împărțit în poligoane bidimensionale (de exemplu, regiuni) cu dimensiuni și locații pseudo-aleatorie. Într-un alt exemplu, dacă acest material este un semnal audio, o reprezentare bidimensională (folosind frecvența și timpul) a acestui clip audio poate fi împărțită în poligoane bidimensionale (de exemplu, triunghiuri) cu dimensiuni și locații pseudo-aleatorie.

în acest exemplu de realizare, aceste regiuni se suprapun de fapt una pe cealaltă.

Pentru fiecare regiune, modulul de calcul al statisticilor regiunii 230 calculează statisticile multitudinii de regiuni generate de modulul de partiţionare 220. Se calculează statisticile pentru fiecare zonă. Aceste statistici calculate de modulul de calcul 230 pot fi vectorii caracteristici descriși mai sus în descrierea pașilor 130 și 160.

Dispozitivul de ieșire 240 prezintă rezultatele (pe regiune sau combinate) ale calculatorului de statistici regionale 230. Astfel de rezultate pot fi stocate sau utilizate pentru calcule ulterioare.

Exemple de aplicații cu titlu ilustrativ

mijloace de prezentare a materialelor

Reprezentarea exemplificativă a materialelor poate fi utilă pentru o varietate de aplicații. Astfel de aplicații pot include scenarii adverse și necontractuale.

Unele aplicații non-adversariale pot include probleme de căutare în baze de date de semnale, monitorizarea semnalelor în medii non-adversariale. În aplicațiile non-adversariale, aplicarea acestei abordări asupra întregii imagini poate oferi rezultate favorabile. În plus, o altă aplicație a acestui algoritm ar putea fi mai multe aplicații în certificare: pentru a descrie în mod compact trăsăturile distinctive (imaginea facială, imaginea irisului, amprenta digitală etc.) ale unei persoane, aplicația ar putea fi să folosească valoarea hash a acestora, unde aceste valori hash sunt generate de reprezentarea materială exemplară.

Sistem informatic și mediu ilustrativ

Figura 3 ilustrează un exemplu de mediu de calculator adecvat 300 în care facilitatea de prezentare a conţinutului exemplificativă descrisă mai sus poate fi implementată (fie în întregime, fie parţial). Mediul de calculator 300 poate fi implementat în arhitecturile de computer şi de reţea descrise mai jos.

Mediul de calculator exemplificativ 300 este doar un exemplu de mediu de calculator şi nu este destinat să implice nicio limitare nici asupra domeniului sau funcţionalităţii acestor arhitecturi de computer şi de reţea. De asemenea, mediul computerizat 300 nu trebuie interpretat ca având vreo dependență sau cerință legată de oricare dintre componente sau combinații de componente ilustrate în exemplul de mediu de calculator 300.

Prezentatorul media exemplificator poate fi implementat într-o varietate de alte medii sau configurații de sistem informatic cu scop general sau cu scop special. Exemple de sisteme informatice binecunoscute, medii și/sau configurații care pot fi adecvate pentru utilizare includ, dar nu se limitează la, computere personale, computere server, clienți subțiri, clienți groși, dispozitive portabile sau portabile, sisteme multiprocesor, microprocesor sisteme, set-top box-uri, electronice de consum programabile, calculatoare personale în rețea, minicalculatoare, calculatoare mainframe, medii de calcul distribuite, care pot include oricare dintre sistemele sau dispozitivele de mai sus și altele asemenea.

Mediile exemplificative pot fi descrise în contextul general al instrucțiunilor executabile de procesor, cum ar fi modulele de program executate de computer. În general, modulele software includ proceduri, programe, obiecte, componente, structuri de date etc. care efectuează sarcini specifice sau instanțiază anumite tipuri de date abstracte. Un instrument de prezentare exemplar poate fi utilizat în medii de calcul distribuite în care sarcinile sunt efectuate de dispozitive de procesare la distanță care sunt conectate printr-o rețea de comunicații. Într-un mediu de calcul distribuit, modulele de program pot fi amplasate atât pe medii de stocare a computerelor locale, cât și la distanță, inclusiv pe dispozitive de stocare în masă.

Mediul computerizat 300 include un dispozitiv de calcul de uz general sub forma unui computer 302. Componentele computerului 302 pot include, dar nu se limitează la, unul sau mai multe procesoare sau dispozitive de procesare 304, memoria de sistem 306 și o magistrală de sistem 308 care conectează diverse componente ale sistemului, inclusiv procesorul 304, la memoria sistemului 306.

Busul de sistem 308 este unul sau mai multe tipuri de structuri de magistrală, incluzând o magistrală de memorie sau un controler de memorie, o magistrală periferică, un port grafic accelerat şi un procesor sau o magistrală locală care utilizează oricare dintr-o varietate de arhitecturi de magistrală. Exemple de astfel de arhitecturi pot include CardBus, card PCMCIA, Accelerated Graphics Port (AGP), Small Computer System Interface (SCSI), Universal Serial Bus (USB), IEEE 1394, standardele locale pentru electronice video. magistrala Asociației (VESA) și magistrala de interconectare periferică (PCI), cunoscută și sub denumirea de magistrală Mezzanine.

Calculatorul 302 include de obicei o multitudine de medii care pot fi citite de procesor. Un astfel de mediu poate fi orice mediu disponibil la raft la care computerul 302 are acces şi include atât medii volatile, cât şi nevolatile, medii amovibile sau neamovibile.

Memoria de sistem 306 include medii care pot fi citite de procesor sub formă de memorie volatilă, cum ar fi memoria cu acces aleatoriu (RAM) 310, și/sau memorie nevolatilă, cum ar fi memoria doar pentru citire (ROM) 312. Sistem de intrare/ieșire de bază ( BIOS) 314 care conține rutine de bază care ajută la transferul de informații între elementele din computerul 302, cum ar fi în timpul procesului de pornire, este stocat în ROM 312. RAM 310 conține de obicei date și/sau module de program care sunt direct accesibile și/sau în curs de procesare de către dispozitivul de procesare 304.

Calculatorul 302 poate include, de asemenea, alte medii de stocare de calculator amovibile/nedemontabile, volatile/nevolatile. Ca exemplu, figura 3 ilustrează o unitate de disc 316 pentru citirea sau scrierea pe un mediu de stocare magnetic nevolatil (nu este prezentat), o unitate de disc magnetică 318 pentru citirea sau scrierea pe un disc magnetic nevolatil amovibil 320 (cum ar fi o dischetă) şi o unitate de disc optică 322 pentru citirea şi/sau scrierea pe un disc optic nevolatil amovibil 324, cum ar fi un CD-ROM, DVD-ROM sau alte medii optice. Unitatea de hard disk 316, unitatea de disc magnetic 318 și unitatea de disc optic 322 sunt fiecare conectate la magistrala de sistem 308 prin una sau mai multe interfețe de stocare 326. Alternativ, unitatea de hard disk 316, unitatea de disc magnetic 318 şi unitatea de disc optic 322 pot fi conectate la magistrala de sistem 308 prin una sau mai multe interfeţe (nereprezentate).

Aceste unități și mediile asociate care pot fi citite de procesor asigură stocarea nevolatilă a instrucțiunilor care pot fi citite de computer, structuri de date, module de program și alte date pentru computerul 302. Deși acest exemplu ilustrează hard diskul 316, discul magnetic amovibil 320 și discul optic amovibil 316 ar trebui să fie luate în considerare Rețineți că alte tipuri de suporturi care pot fi citite de procesor care pot stoca date și pot fi accesate de computer, cum ar fi casete magnetice sau alte dispozitive de stocare magnetice, carduri de memorie flash, CD-ROM-uri, discuri digitale versatile (DVD) sau alte dispozitive optice de stocare, memorie cu acces aleatoriu (RAM), memorie doar citire (ROM), memorie doar citire programabilă ștergabilă electric (EEPROM) și altele asemenea pot fi, de asemenea, utilizate pentru a implementa un exemplu de sistem și mediu de calculator.

Orice număr de module de program poate fi stocat pe hard disk 316, disc magnetic 320, disc optic 324, ROM 312 și/sau RAM 310, incluzând, de exemplu, un sistem de operare 326, unul sau mai multe programe de aplicație 328, alte module de program 330 și datele programului 332 .

Utilizatorul poate introduce comenzi şi informaţii în computerul 302 prin intermediul dispozitivelor de intrare cum ar fi o tastatură 334 şi un dispozitiv de indicare 336 (de exemplu, un mouse). Alte dispozitive de intrare 338 (neprezentate în mod specific) pot include un microfon, joystick, game pad, antenă satelit, port serial, scaner și/sau altele asemenea. Acestea și alte dispozitive de intrare sunt conectate la dispozitivul procesor 304 prin interfețele de intrare/ieșire 340, care sunt conectate la magistrala de sistem 308, dar pot fi conectate prin alte interfețe și structuri de magistrală, cum ar fi un port paralel, un port de joc sau o magistrală serial universală (USB).

Un monitor 342 sau alt tip de dispozitiv de afișare poate fi, de asemenea, conectat la magistrala de sistem 308 printr-o interfață, cum ar fi un adaptor video 344. În plus față de monitorul 342, alte periferice de ieșire pot include componente cum ar fi difuzoare (neprezentate) și un imprimanta 346 care poate fi conectată la computerul 302 prin interfețele de intrare/ieșire 340.

Calculatorul 302 poate funcționa într-un mediu de rețea utilizând conexiuni logice la unul sau mai multe computere la distanță, cum ar fi dispozitivul de calcul la distanță 348. De exemplu, dispozitivul de calcul la distanță 348 poate fi un computer personal, laptop, server, router, computer de rețea, dispozitiv similar. sau alt nod obișnuit al rețelei etc. Dispozitivul de calcul la distanță 348 este ilustrat ca un computer portabil, care poate include multe sau toate elementele și caracteristicile descrise cu privire la computerul 302.

Conexiunile logice între computerul 302 și computerul la distanță 348 sunt prezentate ca rețea locală (LAN) 350 și rețea largă (WAN) 352. Astfel de medii de rețea sunt obișnuite în instituții, rețele de computere de întreprindere, intranet și Internet. Astfel de medii de rețea pot fi cu fir sau fără fir.

Atunci când este implementat într-o rețea locală (LAN), computerul 302 este conectat la o rețea locală 350 printr-o interfață de rețea sau un adaptor 354. Când este implementat într-o rețea cu zonă largă (WAN), computerul 302 include de obicei un modem 356 sau alte mijloace pentru stabilirea comunicaţiilor prin reţeaua WAN 352. Modemul 356, care poate fi intern sau extern calculatorului 302, poate fi conectat la magistrala de sistem 308 prin interfeţele I/O 340 sau alte mecanisme adecvate. De asemenea, trebuie apreciat că conexiunile de rețea prezentate sunt ilustrative și că pot fi utilizate alte mijloace de stabilire a comunicațiilor între calculatoarele 302 și 348.

Într-un mediu în rețea, cum ar fi mediul computerizat ilustrat 300, modulele de program prezentate pentru computerul 302 sau o parte a acestuia pot fi stocate într-un dispozitiv de stocare la distanță. Ca exemplu, programele de aplicație la distanță 358 sunt amplasate pe dispozitivul de stocare al computerului de la distanță 348. În scopuri ilustrative, programele de aplicație și alte componente software executabile, cum ar fi un sistem de operare, sunt prezentate aici ca unități discrete, deși este înțeles. că astfel de programe şi componente sunt localizate la momente diferite.pe diferite componente de stocare ale dispozitivului de calculator 302 şi executate de procesorul (procesoarele) de date de calculator.

Instrucțiuni executate de procesor

O implementare a unui exemplu de prezentator media poate fi descrisă în contextul general al instrucțiunilor executabile de procesor, cum ar fi modulele de program, executate de unul sau mai multe computere sau alte dispozitive. În general, modulele software includ proceduri, programe, obiecte, componente, structuri de date etc. care realizează sarcini specifice sau implementează tipuri de date abstracte specifice. De obicei, funcționalitatea modulelor de program poate fi combinată sau distribuită după cum este necesar în diferite exemple de realizare.

Mediu de operare ilustrativ

FIGURA 3 ilustrează un exemplu de mediu de operare adecvat 300 în care poate fi implementată o facilitate exemplificativă de prezentare a materialului. Mai precis, facilitatile exemplificative de prezentare a conținutului descrise mai sus pot fi implementate (în întregime sau parțial) de către oricare dintre modulele software 328-330 și/sau sistemul de operare 326 descris în FIG.3, sau porțiuni ale acestuia.

Acest mediu de operare este doar un exemplu de mediu de operare adecvat și nu are scopul de a impune nicio limită nici asupra domeniului de aplicare, fie asupra utilizării funcționalității mediului de prezentare exemplificativ descris mai sus. Alte sisteme informatice binecunoscute, medii și/sau configurații care sunt adecvate pentru utilizare includ, dar nu se limitează la, computere personale (PC), computere server, dispozitive portabile sau portabile, sisteme multiprocesor, sisteme cu microprocesor, electronice de consum programabile, wireless. telefoane și echipamente, echipamente de uz general și special, circuite integrate specifice aplicației (ASIC), PC-uri în rețea, minicalculatoare, calculatoare mainframe, medii de calcul distribuite care includ oricare dintre sistemele sau dispozitivele de mai sus etc.

Suport media care poate fi citit de procesor

O implementare a unui prezentator media exemplificativ poate fi stocată sau transmisă peste anumite tipuri de medii care pot fi citite de procesor. Media care poate fi citită de procesor poate fi orice suport disponibil care poate fi accesat de un computer. De exemplu, mediile care pot fi citite de procesor pot include, dar nu se limitează la, „medii de stocare pentru computer” și „medii de comunicare”.

„Mediul de stocare pe computer” include medii volatile și nevolatile, amovibile și neamovibile implementate în orice metodă sau tehnologie pentru stocarea informațiilor, cum ar fi instrucțiuni care pot fi citite de calculator, structuri de date, module de programe sau alte date. Mijloacele de stocare pentru computer includ, dar nu se limitează la, RAM, ROM, EEPROM, memorie flash sau altă tehnologie de memorie, CD-ROM, discuri digitale versatile (DVD) sau alte stocări optice, casete magnetice, bandă magnetică, disc magnetic o unitate de stocare sau alte dispozitive de stocare magnetică, sau orice alt mediu care poate fi utilizat pentru stocarea informațiilor necesare și care poate fi accesat de un computer.

„Midiul de comunicare” încorporează în mod obișnuit instrucțiuni care pot fi citite de procesor, structuri de date, module de program sau alte date sub formă de semnale de date modulate, cum ar fi un semnal purtător sau alt mecanism de transport. Mediul de comunicare include, de asemenea, orice mediu pentru furnizarea de informații.

Termenul "semnal de date modulate" înseamnă un semnal care are unul sau mai mulți parametri setați la o stare specifică sau modificați în așa fel încât să codifice informații în semnal. Cu titlu de exemplu, mediul de comunicare poate include, dar nu se limitează la, medii cu fir, cum ar fi o rețea cu fir sau o conexiune directă prin cablu, și medii fără fir, cum ar fi medii acustice, RF (frecvență radio), infraroșu și alte medii fără fir. . Combinațiile oricăreia dintre cele de mai sus se califică, de asemenea, drept suporturi care pot fi citite de procesor.

Concluzie

Deşi prezenta invenţie este descrisă într-un limbaj specific caracteristicilor structurale şi/sau etapelor metodologice, ar trebui să se înţeleagă că prezenta invenţie, aşa cum este definită în revendicările anexate, nu este neapărat limitată la acele caracteristici sau etape specifice care sunt descrise. Mai degrabă, aceste caracteristici şi etape specifice sunt dezvăluite ca forme preferate de implementare a acestei invenţii revendicate.

REVENDICARE

1. Un mediu care poate fi citit de procesor având instrucțiuni executabile de procesor care, atunci când sunt executate de procesor, realizează o metodă de identificare a materialelor digitale pe baza unei descrieri compacte a acestora, metoda menționată cuprinzând etapele:

primi material digital,

segmentează acest material în mai multe zone,

vectorii caracteristici sunt formați pentru fiecare regiune din mulțimea menționată, iar vectorii caracteristici sunt calculați pe baza invarianțelor matricelor, inclusiv descompunerea valorii singulare,

generați o ieșire folosind o combinație a vectorilor de caracteristici calculați, în care rezultatul generează un vector de valori hash pentru acel material digital, unde vectorul valorilor hash este o reprezentare compactă a materialului digital, astfel

identificarea materialului digital pe baza reprezentării compacte menționate.

2. Suport conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că cel puţin unele dintre regiunile pluralităţii menţionate se suprapun.

3. Purtător conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că etapa de împărţire cuprinde o etapă de segmentare pseudo-aleatorie a materialului menţionat.

4. Mediu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că materialele digitale menţionate sunt selectate din grupul constând dintr-o imagine digitală, un clip audio digital, un videoclip digital, o bază de date şi o imagine de program.

5. Calculator care conține unul sau mai multe medii care pot fi citite de procesor conform revendicării 1.

6. Un sistem pentru generarea unei descriere compactă a materialelor digitale, care conține:

un modul de recepție configurat să primească material digital,

un modul de segmentare configurat pentru a împărți materialul menționat în mai multe zone,

un modul de calcul configurat pentru a genera vectori caracteristici pentru fiecare regiune din setul menționat, în care vectorii caracteristici sunt calculați pe baza invarianțelor matricelor incluzând descompunerea valorii singulare,

un modul de ieșire configurat pentru a genera un rezultat de ieșire folosind o combinație a vectorilor caracteristici calculati, în care rezultatul de ieșire formează un vector de valori hash pentru acel material digital, în care vectorul de valori hash este o reprezentare compactă a digitalului material, identificând astfel materialul digital pe baza prezentării compacte menționate.

7. Sistem conform revendicării 6, în care cel puţin o parte din multitudinea menţionată de regiuni se suprapun.

8. Sistem conform revendicării 6, caracterizat prin aceea că respectivul modul de partiţionare este configurat suplimentar pentru a segmenta pseudo-aleatoriu materialul menţionat.

9. Sistem conform revendicării 6, caracterizat prin aceea că respectivele materiale digitale sunt selectate din grupul constând dintr-o imagine digitală, un clip audio digital, un videoclip digital, o bază de date şi o imagine de program.

Conținutul digital este o colecție de divertisment care este distribuită electronic prin canale speciale pentru utilizare pe dispozitive digitale: computere, tablete, smartphone-uri. Principalele tipuri de conținut digital modern sunt textul, jocurile, materialele video și audio.

Pentru a înțelege ce este conținutul digital, trebuie doar să accesați orice resursă de internet sau să porniți televizorul. Tot ce vezi: programe, seriale TV, compoziții muzicale, imagini - acesta este conținut digital. Viața unei persoane moderne este indisolubil legată de aceasta și în fiecare zi primim un flux imens de conținut digital.

Conceptul de conținut digital

Astăzi, acest termen este folosit pentru a descrie diferite zone ale pieței moderne pentru bunuri și produse multimedia:

• Acesta este conținut care este prezentat în formă digitală sau electronică.
• Aceasta este o activitate care vizează distribuirea de conținut, adică orice produse multimedia în mediul digital.
• Acțiuni care vizează consumul și utilizarea în continuare a conținutului creat în formă electronică.

Pe lângă conceptele descrise mai sus, sunt folosite și alte definiții:

• Operatorii de comunicații, de exemplu, furnizorii de internet sau operatorii de telefonie mobilă, înțeleg conținutul digital ca un tip de date care are cerințe speciale pentru calitatea procesului de transmisie în sine.
• Producătorii de produse multimedia folosesc termenul „conținut digital” pentru a desemna o colecție de materiale care nu pot fi produse fără utilizarea tehnologiilor digitale și care nu pot fi prezentate fără un format digital.

Utilizarea conținutului digital

Utilizarea este direct legată de livrare și consum. Materialele sunt livrate prin internet sau pe suport fizic, prin intermediul televiziunii digitale. Internetul modern oferă viteze mari de transmisie și lățime de bandă extinsă a rețelei. Astăzi, cea mai mare parte a traficului este reprezentată de produse multimedia „grele”. În 2016, peste 15% din traficul global de internet a provenit din vizionarea videoclipurilor pe internet. Aceasta include vizionarea prin computere, smartphone-uri, tablete și televizoare moderne. Consumul se realizează prin intermediul dispozitivelor care accesează conținut digital, despre care vom discuta mai jos.

Conținutul digital poate fi utilizat pentru o varietate de scopuri: afaceri (promovarea bunurilor și serviciilor), educație, divertisment și agrement, comunicare etc. Dacă vrei să-ți dezvolți afacerea cu succes și să folosești instrumente de publicitate eficiente, mesajele și ofertele simple nu sunt suficiente. Utilizatorul modern este mai mult decât sătul de o varietate de conținut și își dorește ceva proaspăt și creativ.

Potrivit unor studii recente, materialele video sunt cele mai populare printre conținutul digital, ceea ce înseamnă că aduc cel mai mare venit creatorilor lor. Segmentul video include televiziunea digitală, o gamă de servicii VOD (video la cerere) și video online. 72% din toate veniturile primite pe piața de conținut electronic provine din segmentul video. 14% - pentru conținut mobil, 10% pentru jocuri online, 3% - materiale audio, 1% - cărți electronice.

Majoritatea conținutului digital este produs și consumat în Statele Unite. Următoarele în clasament sunt țările europene, statele asiatice și Federația Rusă. În țările din Asia de Sud-Est, popularitatea sa se datorează internetului de înaltă calitate și infrastructurii dezvoltate. În țările vest-europene, s-a înregistrat o creștere constantă a volumelor de consum, dar în ultimii 5 ani, vânzările de conținut video și audio pe suport fizic au fost în scădere, publicul preferând să facă achiziții digitale de produse. În țara noastră astăzi, conținutul digital se dezvoltă predominant în direcția conținutului mobil.

Accesați dispozitivele

Este necesară infrastructura pentru a crea, distribui și utiliza conținut digital. Creșterea consumului de produse multimedia este facilitată de dezvoltarea și disponibilitatea terminalelor pentru recepția de conținut. Acestea sunt dispozitivele digitale pe care le folosim zilnic. În fiecare zi apar tehnologii noi, gama de dispozitive digitale se extinde, iar prețurile acestora devin mai accesibile pentru consumatori. Astăzi este greu să găsești o persoană care nu a auzit niciodată de un smartphone sau tabletă. Chiar și în zonele rurale îndepărtate, aproape toată lumea are un smartphone, un televizor sau un computer.

Înainte de 2012, dispozitivele mobile nu erau evaluate ca canal de consum de conținut, deoarece media era transmisă prin internet, medii fizice, televiziune, dar nu prin rețele celulare. Astăzi, piața se bazează în mod special pe segmentul mobil, publicul său se alătură fluxului de consum de conținut pe internet.

De asemenea, sunt create multiplatforme pentru a accesa conținut digital, cum ar fi SmartTV. Cu ajutorul acestuia, puteți intra online și viziona simultan videoclipuri prin intermediul televiziunii analogice sau digitale. Consolele de jocuri câștigă o mare popularitate astăzi, prin care poți accesa internetul și te poți juca de pe medii fizice sau online.

Creare de conținut digital

Acesta este un proces complex, care începe cu ideea unui produs prin implementarea acestuia și livrarea ulterioară către utilizator. Oricine poate crea conținut digital de calitate mediocră; astăzi există multe programe și aplicații pentru acest lucru. Acestea sunt diverse editoare video (Windows Movie Maker, SONY Vegas Pro, Pinnacle Video, Editor JahShaka și altele), servicii pentru dezvoltarea de cărți electronice și povești animate (StoryBird, UtellStory, ACMI Storyboard Generator etc.).

Interfața programului Windows Movie Maker:

Cu toate acestea, este mai bine să încredințați crearea de conținut de înaltă calitate, mai ales când vine vorba de materiale publicitare, unor profesioniști. Specialiștii buni au suficientă experiență și cunoștințe pentru a crea materiale demne de atenția publicului. De asemenea, au la dispoziție echipamentele necesare cu performanțe ridicate și pachete de aplicații software profesionale înalt specializate, care de obicei nu se găsesc în domeniul public.

Victor Bespalov, vicepreședinte, director general al Siemens PLM Software în Rusia și CSI:

„Să începem cu faptul că termenul „producție digitală” are deja mai mult de 10 ani. Anterior, termenul de „producție digitală” era înțeles ca un ansamblu de sisteme de aplicații care au fost utilizate în principal în etapa de pregătire tehnologică a producției și anume: pentru automatizarea proceselor de dezvoltare a programelor pentru mașini CNC, pentru automatizarea dezvoltării proceselor tehnologice pentru asamblare, pentru automatizarea sarcinilor legate de planificarea locurilor de muncă la programarea roboților și pentru integrarea cu sisteme la nivel de magazin (sau sisteme MES, Manufacturing Execution System) și sisteme de management al resurselor ERP. În ultimii ani, datorită apariției noilor tehnologii inovatoare, acest termen a primit o interpretare mai largă. Și astăzi, „producție digitală” înseamnă, în primul rând, utilizarea tehnologiilor de modelare și proiectare digitală atât pentru produsele și produsele în sine, cât și pentru procesele de producție de-a lungul întregului ciclu de viață. În esență, vorbim despre crearea de gemeni digitali ai unui produs și a proceselor de producție ale acestuia. Schimbările din industria modernă (unele dintre ele au loc deja acum), ceea ce implică „producția digitală”, vor avea loc în următoarele domenii cheie:

• Modelare digitală - se dezvoltă conceptul de geamăn digital, adică fabricarea unui produs într-un model virtual, care include echipamente, procesul de producție și personalul întreprinderii.
• „Date mari” și analize de afaceri care apar în procesul de producție.
• Roboți autonomi care vor câștiga funcționalitate industrială, independență, flexibilitate și performanță mai mari în comparație cu generația anterioară.
• Integrarea orizontală și verticală a sistemelor - majoritatea numărului imens de sisteme informaționale utilizate în prezent sunt integrate, dar este nevoie să se stabilească o interacțiune mai strânsă la diferite niveluri în cadrul întreprinderii, precum și între diferitele întreprinderi.
• Internetul Industrial al Lucrurilor, atunci când informațiile care provin din producție de la un număr mare de senzori și echipamente sunt combinate într-o singură rețea.

Este clar că tehnologiile cloud, producția aditivă și realitatea augmentată vor influența și dezvoltarea producției digitale. Principalele schimbări vor avea loc tocmai datorită acestor tehnologii enumerate.”

Alexey Ananyin, președintele grupului Borlas:

„Termenul „producție digitală” poate fi interpretat destul de larg. Inițial, sistemele de proiectare asistată de computer se încadrau în această definiție. Apoi au început să includă sisteme de management al ciclului de viață al produsului. Un termen similar, „câmp digital”, este folosit, de exemplu, în producția de petrol. De fapt, nucleul acestui concept este modelul digital al unui obiect sau proces și existența acestuia în spațiul informațional de-a lungul întregului său ciclu de viață. Prin urmare, producția digitală este o calitate complet diferită a proceselor: timpul și costul lansării de noi produse sunt reduse cu zeci de procente și uneori de câteva ori. Este oferit un nivel semnificativ mai ridicat de productivitate a muncii, plus posibilitatea de colaborare și cooperare de la distanță între participanții la proiect; afacerea primește un control semnificativ mai bun al costurilor și o predictibilitate a tuturor proceselor.”

Anton Titov, director al grupului de companii Obuv Rossii:

„Producția digitală este o astfel de organizare a procesului de producție atunci când toate operațiunile sunt automatizate, sunt utilizate mașini controlate numeric și echipamente robotizate. Introducerea producției digitale duce la următoarele schimbări: 1) productivitatea muncii crește semnificativ; 2) calitatea produselor este semnificativ îmbunătățită; 3) produsul fabricat devine mai complex; 4) cerințele de personal sunt în creștere; 5) automatizarea producției provoacă schimbări în toate etapele de fabricație a produsului, inclusiv în dezvoltarea acestuia.”

Vladimir Kutergin, Președintele Consiliului de Administrație al holdingului Belfingroup și BFG Group, Doctor în Științe Tehnice, Profesor:

„Tehnologiile digitale au început de mult să pătrundă în diverse domenii de activitate. Producția industrială, desigur, nu face excepție. Se scriu multe despre diverși factori ai „producției digitale”, super tehnologii, super roboți și super materiale, iar acest lucru este cu adevărat minunat, dar aș dori să subliniez acest aspect: acum se dezvoltă tehnologii digitale individuale, soluții tehnologice digitale individuale. înlocuit cu tehnologii integrate - managementul ciclului de viață al întreprinderii, managementul ciclului de viață al produsului, poate chiar managementul ciclului de viață al nodurilor individuale. Produsul în sine nu mai este doar o piesă hardware: făcută, vândută și uitată, ci un subsistem care face parte dintr-un alt sistem, care, la rândul său, face parte dintr-un al treilea sistem și interacționează cu alte sisteme și cu mediul. Producătorul trebuie să se gândească la aceste interacțiuni și la actualizările ulterioare, chiar înainte de scoaterea din funcțiune și eliminarea produsului. Un exemplu recent este decizia guvernului țării de a echipa obligatoriu mașinile cu un sistem de răspuns în situații de urgență. Aceasta înseamnă că mașina trebuie să fie echipată cu senzori corespunzători, navigație și comunicații. Cu alte cuvinte, mașina ca produs rămâne sub monitorizare chiar și după vânzare.

Conceptele de „Internetul lucrurilor” și „oraș inteligent” implică faptul că majoritatea obiectelor pe care le folosim vor deveni nu numai inteligente în sine, ci și obiecte observabile din mediu care interacționează cu alte obiecte. Au mai rămas literalmente câțiva ani până la introducerea pe scară largă a mașinilor cu conducere autonomă.

Conceptul de producție digitală schimbă foarte mult strategia unei întreprinderi. O întreprindere este considerată nu numai ca o colecție de active de producție și personal. Rolul activelor necorporale este mare - strategii, politici, metodologii, procese de afaceri, proprietate intelectuală, informații, competențe, abilități și abilități, capacitatea de a face față incertitudinii etc. Consumatorul devine și un participant la interacțiune și, prin urmare, un element al sistemelor create. Aceasta înseamnă că trebuie să lucrăm cu el și să îl includem în lanțurile valorice.”

Sergey Churanov, director tehnic al LLC IC „Stankoservice”, dezvoltator al sistemului mdc pentru monitorizarea funcționării echipamentelor AIS „Dispatcher”:

„Una dintre sarcinile principale ale „producției digitale”: producția în masă a produselor conform comenzilor individuale. Pentru a face acest lucru, întreprinderea trebuie să automatizeze complet toate procesele de producție: dezvoltarea designului, pregătirea tehnologică a producției, furnizarea de materiale și componente, planificarea producției, producție și vânzări.

O condiție necesară pentru aceasta este crearea la o întreprindere industrială a unui spațiu informațional unic, cu ajutorul căruia toate sistemele automate de management al întreprinderii, precum și echipamentele industriale, să poată schimba rapid și în timp util informații.”

Dmitri Pilipenko, director general adjunct al SAP CIS:

„Producția digitală” este aplicarea ideilor și tehnologiilor actualei „revoluții digitale” la procesele de producție. Baza „revoluției digitale” este capacitatea de a colecta și transmite informații în orice formă și volum de oriunde. Acest lucru este facilitat de utilizarea pe scară largă a smartphone-urilor, senzorilor, camerelor video, trackerelor GPS, etichetelor radio etc., precum și dezvoltării Internetului lucrurilor. „Cultura de rețea” care reiese din acestea restructurează radical modelele de afaceri în multe industrii. În plus, puterea de calcul se schimbă semnificativ. Anterior, informațiile erau stocate pe hard disk, iar blocajul era viteza de citire a datelor de pe acestea. Odată cu trecerea la tehnologia în memorie, viteza de procesare a datelor a crescut cu un ordin de mărime. Soluțiile software devin mai inteligente, analiza predictivă, tehnologiile de învățare automată și inteligența artificială devin din ce în ce mai solicitate. Aceștia preiau funcții care anterior erau considerate supuse doar minții umane. O altă tehnologie este „gemenii digitali” de echipamente. Acestea afișează starea reală a echipamentului, sunt actualizate continuu folosind date de la senzori și vă permit să preziceți defecțiunile și defecțiunile. „Producția digitală” promovează, de asemenea, utilizarea sistemelor ciber-fizice care fac posibilă aducerea la viață a unei imagini digitale a unui produs folosind imprimarea 3D. Sunt introduse tehnologii augmentate, virtuale și de realitate mixtă. Ele, dimpotrivă, permit unei persoane să folosească imagini vizuale digitale ale lumii reale în activitățile sale.”

Alexey Zenkevich, șeful diviziei de automatizare industrială a Honeywell din Rusia, Belarus și Armenia:

„În ultimii câțiva ani, atenția celor mai mari corporații tehnologice din lume, oameni de afaceri și politicieni de top a fost cea de-a patra revoluție industrială sau Industria 4.0. La Forumul Economic Mondial de la Davos de anul trecut, acest subiect a devenit unul dintre cele mai populare subiecte de discuție în rândul oaspeților evenimentului, iar cea mai mare expoziție de realizări industriale din lume, Hannover Messe, a arătat vizitatorilor un pavilion separat dedicat soluțiilor în domeniul internetului industrial al obiectelor (IIoT) de mulți ani. Toate acestea demonstrează clar interesul ridicat al elitei industriale globale pentru Industria 4.0 și ne determină involuntar să raționăm despre cât de dezvoltate sunt aceste tehnologii în lume și în țara noastră în special.

Ca parte a celei de-a patra revoluții industriale, așa-numita producție digitală devine un aspect cheie. Acest concept înseamnă un sistem pe mai multe niveluri care include senzori și controlere instalate pe componente și ansambluri specifice ale unei instalații industriale, mijloace de transmitere a datelor colectate și de vizualizare a acestora, instrumente analitice puternice pentru interpretarea informațiilor primite și multe alte componente. Trecerea industriei la acest tip de activitate va presupune lansarea de produse de calitate superioară și va crea o nouă lume a producției, în care va exista o producție mai rapidă a articolelor non-standard și o personalizare ridicată a produselor de masă. În plus, Industry 4.0 va duce la crearea unor sisteme mai flexibile, participanții cărora vor face schimb de informații prin internet, ceea ce, la rândul său, va crește semnificativ eficiența muncii și va reduce costurile în procesele de producție.”

Sergey Monin, director de vânzări pentru soluții de management al serviciilor la grupul de companii Softline:

„Sistemele de control al producției au început să apară la mijlocul secolului al XX-lea, erau (și în cea mai mare parte rămân) analogice. Trecerea la producția digitală înseamnă de fapt o tranziție de la o metodă analogică de transport a semnalului la una digitală cu toate avantajele asociate - viteza de transmisie, imunitate la zgomot, ușurință în procesarea semnalului etc. În opinia mea, apariția unor noi dispozitive care, într-o măsură sau alta, sunt capabile să analizeze datele colectate „la bord” fără a le transmite nicăieri este o evoluție, adică dezvoltarea dispozitivelor existente, aducându-le în concordanță cu restul „cablajului”.

Alexander Batalov, șeful departamentului pentru lucrul cu sectorul de producție al companiei System Soft:

„Digitalizarea este un proces absolut logic care are loc în absolut toate sferele economiei: în marketing, în comerțul cu amănuntul și în servicii. Sistemele informatice moderne și rețelele neuronale pot analiza mai mulți factori și pot crește semnificativ eficiența oricărui proces de afaceri. Desigur, acest lucru se aplică și producției industriale - acest proces este acum vizibil cu ochiul liber în inginerie mecanică, industria minieră, producția de bunuri, industria chimică și multe alte industrii.

Productia digitala aduce la un nou nivel rezolvarea tuturor problemelor care i-au ingrijorat pe industriasi in toti anii, incepand cu aparitia primelor fabrici: reducerea procentului de defecte, reducerea erorilor cauzate de factorul uman, evaluarea calitatii manufacturii. produs. Dacă anterior se foloseau metode organizaționale pentru aceasta (de exemplu, serviciile de control al calității au apărut în fabrici), acum li s-au adăugat sisteme software și hardware. Acestea includ, de exemplu, sisteme IIoT (Industrial Internet of Things), care automatizează unele funcții și, ca urmare, reduc probabilitatea erorilor umane.

Cu toate acestea, Internetul lucrurilor pentru majoritatea întreprinderilor industriale este o chestiune de viitor îndepărtat. În afacerile oricărei organizații industriale există încă multe întrebări fără răspuns legate de planificarea resurselor, managementul ciclului de viață al produsului și luarea de decizii informate. Pentru fiecare dintre aceste sarcini există sisteme informaționale care, într-o măsură sau alta, schimbă producția la cel mai elementar nivel: transformă lanțurile valorice.”

Alexey Talaev, șeful departamentului de analiză predictivă și planificare de optimizare al companiei IT Navicon:

„Orice producător dintr-o piață competitivă se confruntă cu două sarcini principale: minimizarea costurilor de producție și creșterea veniturilor nete, menținând în același timp calitatea produsului la un nivel constant ridicat. Pentru a le rezolva, procesul de producție trebuie să fie complet controlat și transparent în toate etapele. De exemplu, trebuie să urmăriți clar, pas cu pas, lanțul valoric pentru fiecare unitate de producție. Pentru a realiza acest lucru, întreprinderea creează un spațiu informațional unificat în care echipamentele de înaltă tehnologie, sistemele IT analitice și de management fac schimb de date non-stop. Acesta este exact mediul care vine în minte când oamenii vorbesc despre „producție digitală”.

La nivel tehnologic, este reprezentat de infrastructura de inginerie: senzori industriali Internet of Things și echipamente de înaltă tehnologie (de exemplu, linii de producție robotizate).
La nivelul producției propriu-zise - sisteme de monitorizare și instrumente analitice care prelucrează datele primite de la echipamente și ajută la influențarea în timp util a principalelor mijloace de producție.

În sfârșit, la nivel de management, „producția digitală” este sincronizarea activității tuturor departamentelor, o abordare asociată cu planificarea integrată și adaptarea întregului lanț de procese de afaceri pentru atingerea unui singur obiectiv: intrarea pe noi piețe, creșterea marjelor sau eliberarea produse unice.

Dar astăzi, transparența producției pentru managementul de top al companiilor nu este totul. Consumatorul devine din ce în ce mai informat și mai exigent. Vrea să știe totul despre produsul pe care îl achiziționează, inclusiv dacă compania producătoare respectă standardele de mediu. Granițele informaționale dintre producător și consumator sunt șterse, iar conceptul de „producție digitală” include, printre altele, capacitatea cumpărătorului de a obține informații în orice moment despre toate caracteristicile și etapele lansării produsului. În acest scop, de exemplu, unii producători italieni de ulei de măsline (Buonamici, IlCavallino etc.) instalează etichete NFC pe produsele lor. Folosindu-le, în câteva clicuri pe un smartphone, cumpărătorul poate afla despre caracteristicile de producție ale unui anumit lot de produs: tip de centrifugare, certificare etc. Până acum, această practică este rară, dar având în vedere interesul consumatorilor pentru un stil de viață sănătos, aceasta va deveni treptat norma.

Producătorii încep să fie mai pretențioși în toate etapele producției de produse: monitorizează îndeaproape ce componente, piese și aditivi alimentari sunt utilizați și încearcă să schimbe tehnologia de producție astfel încât să îndeplinească cerințele potențialilor cumpărători. Consumatorul poate compara mai multe produse chiar în momentul achiziției și poate alege pe cel pe care îl consideră mai apropiat de el sau de cea mai bună calitate.”

Alexander Lopukhov, director general adjunct pentru dezvoltare regională al CROC:

„În centrul producției digitale se află evoluția de la embedded la ciberfizic. Componentele sistemului de producție devin utilizatori activi ai Internetului, interacționând între ele pentru a prezice și a se adapta la schimbări. Mașinile de producție nu doar trec automat produsul prin ele, ci mai degrabă produsul însuși începe să interacționeze cu mașina, trimițându-i semnale despre ce trebuie să facă. Acest lucru necesită cu siguranță noi abordări ale automatizării producției.”

Igor Volkov, director general adjunct al Bee Pitron SP LLC:

„Producția digitală este un alt instrument de creștere a eficienței producției de echipamente complexe folosind tehnologia informației. Probabil, procesorul este aplicabil și pentru producția continuă (producția de petrol/gaz, producția de produse farmaceutice), dar voi lua în considerare exemple de producție de tip discret, deoarece dezvăluie cel mai pe deplin capacitățile noilor tehnologii digitale.

CPU implică automatizarea de la capăt la capăt a proceselor, inclusiv etapele incipiente ale dezvoltării produsului. Automatizarea end-to-end devine posibilă datorită transferului tuturor informațiilor despre produs, procesele de producție și funcționarea acestuia în formă digitală - este creat așa-numitul „geamăn digital”. Acest lucru facilitează utilizarea modelării virtuale în fiecare etapă a ciclului de viață al produsului, ceea ce vă permite să identificați posibile probleme în proiectare, să găsiți parametrii optimi ai proceselor tehnologice și să verificați fiabilitatea designului în diferite condiții de funcționare. Informațiile în formă digitală sunt mai ușor de convertit și transmis, ceea ce reduce semnificativ timpul de dezvoltare. Procesele tehnologice descrise în formă digitală fac posibilă utilizarea masivă a echipamentelor care funcționează în mod automat, iar aceasta este o calitate previzibilă. CPU face posibilă ajustarea rapidă și ieftină a instalațiilor de producție la condițiile în schimbare, fie că este vorba despre modificări ale cererii de produse de pe piață, modificări ale lanțului de aprovizionare cu componente sau defecțiuni ale echipamentelor. Acest lucru face posibilă producerea de produse adaptate nevoilor individuale ale clienților cu un preț al produsului final comparabil cu prețul producției la scară largă. Pentru aceasta se folosesc o serie de tehnologii - inginerie informatică și modelare virtuală, tehnologii aditive și Internet industrial, robotică și mecatronică etc.

Astfel, CPU afectează nu numai procesele de producție, ci și etapele anterioare - dezvoltarea produsului și pregătirea tehnologică a producției, permițând continuitatea fluxului de informații eterogene și utilizarea maximă a acestuia.”

Maxim Sonnykh, șeful departamentului de automatizare industrială la Bosch Rexroth LLC:

„Producția digitală este un sistem integrat care include modelare numerică, vizualizare tridimensională (3D), analiză de inginerie și instrumente de colaborare concepute pentru a dezvolta proiecte de produse și procese de fabricație.

Fabricarea digitală este conceptul de pregătire tehnologică a producției într-un singur mediu virtual folosind instrumente de planificare, verificare și modelare a proceselor de producție. Conceptul de producție digitală include în esență trei lucruri:

• noi procese ale serviciilor tehnologice ale întreprinderii (și, în unele cazuri, servicii tehnice);
• software care vă permite să implementați noi procese;
• anumite cerințe pentru o întreprindere care implementează producția digitală.

O componentă cheie a conceptului de fabricație digitală este utilizarea anumitor programe software care le permite tehnologilor să-și desfășoare activitățile mai eficient. Mai mult, în majoritatea cazurilor, nu vorbim despre faptul că tehnologul își desfășoară munca obișnuită într-un mod nou (de exemplu, cardul de operare a fost tastat într-un editor de text, iar acum este tastat într-un program specializat), ci despre procese complet noi, mai eficiente.

Conceptul de fabricație digitală este strâns împletit cu conceptul de INDUSTRIE 4.0 sau Internetul Industrial al Lucrurilor (IIoT). În industria de astăzi, există o tendință constantă către o tranziție de la managementul rigid al proceselor centralizate la un model descentralizat pentru colectarea, procesarea informațiilor și, în cele din urmă, luarea deciziilor. Mai mult, nivelul de productivitate și autonomie al sistemelor descentralizate este în continuă creștere, ceea ce duce în cele din urmă la faptul că un astfel de sistem devine o componentă activă a sistemului capabilă să-și gestioneze în mod autonom procesul de producție.

În general, beneficiile utilizării conceptului de producție digitală constau, în primul rând, în reducerea numărului de erori în producția reală datorită detectării și eliminării lor în fazele incipiente de pregătire într-un mediu virtual. La rândul său, reducerea erorilor în procesul de producție real are un efect benefic asupra costurilor de producție (costul eliminării erorilor reale este întotdeauna mai mare decât a celor virtuale), precum și asupra timpului de pregătire a producției, deoarece erorile de tehnologie sunt detectate și eliminate la etapa de proiectare a produsului și, în consecință, producția începe într-un timp mai scurt. Astfel, organizarea producției digitale ajută la economisirea timpului și a banilor cheltuiți pentru pregătirea pentru producția reală.”

Sergey Kuzmin, președintele NVision Group:

„A fost nevoie de puțin peste 300 de ani pentru a face tranziția de la „abur” la „digital”. În prezent, societatea modernă se află în procesul celei de-a patra revoluții industriale - „Industria 4.0”, care se bazează pe conceptul de „producție digitală”.

Se pot distinge trei componente ale „producției digitale”: renovarea proceselor de afaceri, resurse pentru actualizarea acestora - software, hardware și personal, precum și o serie de cerințe și standarde pentru funcționarea cu succes a acestora.

Baza unei tranziții cu succes la „producția digitală” totală este schimbarea instrumentelor de planificare, testarea și modelarea proceselor de producție și optimizarea managementului ciclului de viață al produsului. Această etapă implică implicarea consultanților externi pentru a efectua un studiu complet al sistemelor existente și pentru a actualiza metodologia de producție folosind principiile BPM. Limitându-se la măsuri organizatorice, majoritatea întreprinderilor decid să se oprească din cauza lipsei de resurse și a investițiilor necesare.

Între timp, unul dintre punctele cheie care este inclusă în conceptul de „producție digitală” este utilizarea anumitor programe care îi ajută pe toți participanții la proces să fie mai eficienți. O actualizare, de regulă, afectează nu numai procesele de producție și tehnologice, ci și toate funcțiile de sprijin fără excepție. Sistemele de flux de documente interne și externe, contabilitatea financiară și planificarea afacerii sunt supuse transformării sau înlocuirii complete. Software-ul care acceptă comunicarea de la mașină la mașină și este adaptat să funcționeze cu matrice de date, îndeplinind cerințele sistemelor semi-autonome și dezvoltarea rețelelor neuronale, devine mai relevant ca niciodată. Conform conceptului de „producție digitală”, tehnologiile leagă realitățile virtuale și fizice din ce în ce mai mult fără intervenția umană, așa că este important ca în cadrul companiei să fie menținută o cultură de îmbrățișare a schimbării.

Transparența și uniformitatea proceselor, lucrul conform regulilor interne și respectarea standardelor înseamnă nu doar o garanție a calității, ci contribuie și la reducerea costurilor de producție și la managementul mai flexibil al întregului proces de producție. De aceea, companiile mature pregătite pentru transformarea digitală folosesc reglementări bazate pe cele mai bune practici internaționale, reducând posibilele riscuri și pierderile financiare și de reputație asociate. Cel puțin, acest lucru se exprimă în necesitatea de a integra sisteme de monitorizare pentru a urmări potențialele amenințări și a elimina incidentele reale, planificarea service-ului și a lucrărilor de reparații.”

Konstantin Frolov, director general adjunct al KORUS Consulting Group of Companies:

„Când vorbim despre „producție digitală”, nu ne referim atât la utilizarea computerelor pentru a rezolva problemele asociate cu producția; Prin acest concept înțelegem o nouă etapă, care este din ce în ce mai clar definită în industria modernă.

Să ne uităm la o întreprindere abstractă care poate exista, să fie eficientă și să se dezvolte sustenabil, întrunind realitățile tehnologice moderne. Ce deosebește această întreprindere de o întreprindere din aceeași industrie, dar acum 20-30 de ani?

• A schimbat radical calitativ și cantitativ fluxul de informații luate în considerare la luarea deciziilor, clasificate condiționat în interne (de exemplu, resurse) și externe (de exemplu, mediu concurențial, cerere, parteneri, tehnologii, restricții legislative);
• Întreprinderea funcționează în cadrul așa-numitelor „relații de ciclu de viață”: în toate etapele sale, întreprinderea îndeplinește funcții foarte specifice, eventual în cooperare cu alte întreprinderi, separate de funcțiile de funcționare și finanțare și purtand responsabilitatea pentru aceasta la cel mai înalt nivel;
• Întreprinderea are acces la diverse tehnologii, a căror rată de schimbare este foarte mare. Aceste tehnologii sunt de altă natură: informație, producție, servicii etc.;
• Pentru a-și menține sustenabilitatea, o întreprindere trebuie să țină cont de cererea în schimbare rapidă: producția pe scară largă devine din ce în ce mai puțin frecventă în gama de produse; producția este din ce în ce mai axată pe produse, fiecare copie a cărora poate avea caracteristici individuale;
• Întreprinderea este pregătită pentru o schimbare rapidă a partenerilor fără pierderea productivității și a calității produselor: birourile de proiectare, companiile de servicii, furnizorii de echipamente, software și soluții tehnologice se pot schimba foarte repede, dar fără a afecta rezultatele operațiunilor sub toate aspectele sale. , menținerea valorii mărcii;
• Întreprinderea este orientată social nu mai mult în numărul de grădinițe și case de vacanță finanțate, ci în eficacitatea reproducerii personalului calificat, funcționând într-un ecosistem ce include instituții de cercetare și de învățământ.

Dacă încercăm să descriem pe scurt aspectul unei întreprinderi digitale moderne în lumina caracteristicilor descrise mai sus, atunci ar fi cel mai corect să enumeram acele caracteristici fără de care o întreprindere nu poate fi considerată digitală:

• Sistemul de informații corporative utilizat pentru gestionarea activităților este construit pe principiile așa-zisului. „Arhitectura întreprinderii”;
• Sistemul informatic aparține clasei ERPII, cu pretenție la un ERP promițător, care este deja considerat, încă în limite vagi, ca ERPIII;
• Pentru fiecare aspect semnificativ al activităților unei întreprinderi, sistemul informațional trebuie să aibă componente adecvate care să îi permită să rezolve problemele de automatizare la nivel operațional și să sprijine luarea deciziilor la toate nivelurile de management: de exemplu, ERP (ca componentă centrală), PLM. , CRM, SCM, MES, EAM, ECM , precum și dispozitive terminale care implementează tehnologii aditive. Desigur, formatul de interacțiune între componentele sistemului informațional trebuie să fie digital;
• Trebuie să fie un sistem deschis în sensul capacității de a conecta noi componente, elementul de integrare al sistemului trebuie să asigure o astfel de integrare folosind protocoale care sunt considerate standard;
• Sistemul de control trebuie să fie capabil să primească și să proceseze informații din lumea exterioară, ținând cont de propria stare. Pentru a face acest lucru, sistemul trebuie să fie caracterizat de deschidere în sensul interacțiunii cu Internetul: orice informație legată de activitățile întreprinderii care există pe World Wide Web trebuie prelucrată pentru a obține valoare suplimentară - direct sau indirect. În acest sens, sistemele e-Business class (și e-Commerce ca caz special) sunt deja considerate ca o componentă obligatorie a unui sistem informațional corporativ;
• Automatizare maximă posibilă la nivel operațional: dacă o mașină poate înlocui o persoană în circuitul de producție și este justificată din punct de vedere economic, o astfel de automatizare ar trebui implementată;
• Cu cât nivelul de management este mai ridicat, cu atât resursa de management are mai puține informații structurate pentru luarea deciziilor. Capacitatea de a auto-învăța pentru a reduce nestructurarea informațiilor prin tehnologii de auto-învățare (metode, algoritmi) este o trăsătură distinctivă a sistemului informațional al unei întreprinderi digitale;
• În esență, un sistem de informații corporative ar trebui să fie construit pe o platformă orientată spre servicii: absența acestuia nu va permite schimbări rapide care trebuie să țină pasul cu nevoile afacerii;
• Astăzi, sunt necesare cantități mari de putere de calcul pentru ca un set de probleme de informații să poată fi rezolvate rapid, iar mâine va fi o pauză. Întreprinderea de mâine, considerată digitală, nu va avea practic niciun echipament de server propriu. Totul este în nori!

Deci ce avem? Arhitectură de întreprindere, concept de ciclu de viață, platformă orientată spre servicii, tehnologii aditive, cloud, Internet, Internet al lucrurilor - același IoT, ERPII/ERPIII, e-Business, Big data, auto-învățare (Machine Learning).

Și încă un semn al unei întreprinderi digitale: o nouă figură apare în consiliul de administrație al unei întreprinderi digitale: așa-numitul CDO - Chief Digital Officer. Acesta este rolul care, împreună cu personalul din serviciul subordonat acestuia, formează conceptul, dezvoltă metode care ne permit să extragem valoare din informații. Pierdem bani prin lansarea de produse inutile, deoarece piața avea nevoie de 20% mai puține? Modul de combatere a acestui fenomen este cunoscut de mult: Social CRM! Demonstrăm că avem dreptate, justificăm abordarea soluționării problemei și, împreună cu CIO, o aducem la viață.”

Igor Sergeev, directorul departamentului de producție digitală la Siemens din Rusia:

„Digitalizarea în industrie este o tendință de dezvoltare destul de nouă, iar terminologia nu a fost încă stabilită. În unele cazuri, termenii Digital Enterprise și Smart Factory sunt folosiți interschimbabil. La Siemens, termenul Digital Enterprise se referă la portofoliul de instrumente pentru realizarea Smart Factory, o întreprindere vizionară a viitorului care combină beneficiile producției de masă cu capacitățile de personalizare pentru clienți specifici. Vorbim despre optimizarea automată a producției cu costuri minime.

Din punctul nostru de vedere, „producția digitală” este o nouă calitate a unei întreprinderi, care implică integrarea tehnologiilor digitale de-a lungul întregului lanț de creare a produselor, inclusiv dezvoltarea produsului, crearea tehnologiei de producție, pregătirea producției, producția în sine și serviciul acestuia. Fiecare fază de producție are propriile dispozitive specifice, sarcini și interacțiune cu furnizorii interni și externi. Presupunem că toate întreprinderile promițătoare vor fi întreprinderi bazate pe modele. Și, dacă vorbim de „Digital Manufacturing”, atunci vom avea un lanț paralel de creare de produse, dar digital, format din gemeni (modele) digitale. Avem nevoie de instrumente pentru a lucra cu aceste duble în fiecare etapă de producție pentru a îmbina lumea virtuală și cea reală. De exemplu, putem efectua punerea în funcțiune virtuală a producției folosind software și un modul de simulare cu costuri și timp minime, apoi transferăm aceste rezultate în lumea reală, rulând în mod optim linia de producție.”

Articolul este publicat dintr-un număr special al Almanahului

Materialul digital din textul lucrării este de obicei prezentat sub formă de tabele. Tabelele sunt folosite pentru o mai bună claritate și ușurință în compararea indicatorilor, precum și pentru comparabilitatea informațiilor obținute din diferite surse. Construcția și proiectarea materialelor tabulare trebuie să respecte standardele Sistemului Unificat de Documentare (UDS). Există recomandări pentru proiectarea meselor.

194) Dacă este posibil, masa trebuie să fie de dimensiuni mici și ușor vizibilă. Uneori este recomandabil să construiți mai multe mese interconectate organic în loc de o masă mare.

195) Titlul general al tabelului ar trebui să exprime pe scurt conținutul său principal. De obicei indică ora, teritoriul la care se referă datele și unitatea de măsură, dacă este uniformă pentru întreaga populație. Titlurile de rând ar trebui să fie clar precizate. Este recomandabil să scrieți în întregime cuvintele din tabel, folosind doar abrevieri general acceptate. Dacă nu există o unitate de măsură comună, fiecare coloană trebuie să aibă propria sa unitate de măsură.

196) Rândurile subiectului și coloanele predicatului pot fi aranjate sub formă de termeni parțiali, urmate de însumare pentru fiecare dintre ele. Dacă numărul de unități din populația studiată este incomplet sau nu există date inițiale, toți termenii sunt afișați mai întâi în rândul „total total”, iar apoi, după explicație, cele mai importante părți constitutive ale acestora sunt enumerate în „inclusiv” linia.

197) Datele numerice sunt introduse în același format cu aceeași valoare a cifrelor (același număr de cifre semnificative). În acest caz, cifrele numărului unei linii sunt în mod necesar situate sub cifrele celeilalte.

Designul componentelor mesei are propriile sale caracteristici. Titlul tabelului trebuie să reflecte conținutul acestuia și să fie precis și concis. Titlul trebuie să fie centrat deasupra tabelului.

Titlurile coloanelor din tabel încep cu litere mari, iar subtitlurile încep cu litere mici dacă formează o singură propoziție cu titlul. Subtitlurile care au sens independent sunt scrise cu majuscule. Nu există semne de punctuație la sfârșitul titlurilor și subtitlurilor tabelului. Titlurile sunt la singular. Împărțirea în diagonală a capului mesei nu este permisă. Coloana „Nr. articol” poate să nu fie inclusă în tabel. La

Dacă este necesar să numerotați indicatorii, parametrii sau alte date, numerele de serie sunt indicate în partea laterală a tabelului înaintea numelui lor. Numerotarea coloanelor tabelului cu cifre arabe este permisă în cazurile în care există trimiteri la acestea în textul lucrării, la împărțirea tabelului în părți, precum și la transferul unei părți din tabel pe pagina următoare. Dacă datele digitale din coloanele tabelului sunt exprimate în unități diferite, atunci acestea sunt indicate în antetul fiecărei coloane. Dacă toți parametrii plasați în tabel sunt exprimați în aceeași unitate, simbolul unității prescurtat este plasat deasupra tabelului.

Tabelele din stânga, dreapta și jos sunt de obicei limitate de linii. Liniile orizontale și verticale care delimitează rândurile tabelului pot să nu fie trasate dacă absența lor nu îngreunează utilizarea tabelului. Capul mesei trebuie separat printr-o linie de restul mesei. Înălțimea rândurilor de masă trebuie să fie de cel puțin 8 mm. Cuvintele „mai mult”, „nu mai mult”, „mai puțin”, „nu mai puțin”, „înăuntru” trebuie plasate lângă numele parametrului corespunzător în partea laterală a tabelului sau în antetul coloanei. Dacă datele digitale nu sunt date în tabel, atunci este plasată o liniuță în coloană. Anteturile coloanelor sunt de obicei scrise paralel cu rândurile tabelului. Dacă este necesar, este permisă aranjarea perpendiculară a titlurilor coloanelor.

Dacă rândurile sau coloanele tabelului depășesc formatul de pagină, acesta este împărțit în părți, așezând o parte sub cealaltă sau lângă ea, iar în fiecare parte a tabelului se repetă capul sau latura acestuia. Cuvântul „Tabel”, titlul și numărul de serie al tabelului sunt indicate o dată deasupra primei părți a tabelului, cuvântul „Continuare” sau, de exemplu, „Continuarea tabelului 2” este scris deasupra părților ulterioare. Când împărțiți un tabel în părți, denumirea unității de mărime fizică trebuie plasată deasupra fiecărei părți. Dacă tabelul este întrerupt la sfârșitul paginii și continuarea lui va fi pe pagina următoare, atunci în prima parte a tabelului nu este trasată linia orizontală inferioară care limitează tabelul.

Dacă tabelul folosește numele unui indicator a cărui valoare maximă este limitată, atunci se pune o virgulă înaintea cuvintelor limită, de exemplu: „cost, mii de ruble, nu mai mult”.

Un număr minim de abrevieri ar trebui să fie utilizat în titlul, capul și partea laterală a tabelului, chiar dacă acestea sunt specificate în lista de abrevieri utilizate. Textul care se repetă în rânduri ale aceleiași coloane și este format din cuvinte de același tip alternate cu numere este înlocuit cu ghilimele. Dacă repet

Textul actual este format din două sau mai multe cuvinte; la prima repetare este înlocuit cu cuvintele „la fel”, apoi cu ghilimele. Dacă fraza ulterioară face parte din cea anterioară, atunci este permis să o înlocuiți cu cuvântul „la fel” și să adăugați informații suplimentare. Numerele repetate, notațiile matematice, semnele Nr., % și simbolurile cu ghilimele nu sunt înlocuite.

Toate tabelele trebuie să fie menționate în textul lucrării. Ordinea de formatare a legăturilor către tabele în text este aceeași cu cea a formatării legăturilor către ilustrații. Tabelul, în funcție de dimensiunea sa, este plasat sub textul în care este dat prima dată un link către acesta, sau pe pagina următoare. Dacă un tabel conține mult mai multe date decât poate citi cititorul dintr-o privire, un astfel de tabel ar trebui plasat într-o anexă. Este permisă așezarea mesei de-a lungul părții lungi a foii. Numerotarea tabelelor se realizează în mod similar cu numerotarea ilustrațiilor.

Dacă lucrarea conține o cantitate mică de material digital, crearea unui tabel nu este practică. Un astfel de material ar trebui să fie dat în text, aranjarea datelor digitale sub formă de coloane.