Fakulta elektrotechnická

České vysoké učení technické v Praze

ČVUT v Praze

Popis předmětu - B2M37KAS

Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
B2M37KAS Komprese obrazů a signálů Rozsah výuky:2p+2c
Garanti:Vítek S. Role:PV,V Zakončení:Z,ZK
Vyučující:Fliegel K., Rund F., Vítek S.
Zodpovědná katedra:13137 Kreditů:5 Semestr:Z

Anotace:

Předmět se zabývá problematikou kompresních metod, které jsou nedílnou součástí současných komunikačních systémů. Cílem je seznámit studenty s koncepcí a východisky algoritmů pro ztrátovou a bezeztrátovou kompresi obrazu, zvukových signálů a řeči (entropie, redundance a irelevance informace). V rámci laboratorních úloh se studenti setkají s přímou implementací jednotlivých algoritmů, včetně subjektivních a objektivních metrik hodnocení kvality.

Cíle studia:

Cílem je seznámit studenty s koncepcí a východisky algoritmů pro ztrátovou a bezeztrátovou kompresi obrazu, zvukových signálů a řeči (entropie, redundance a irelevance informace).

Osnovy přednášek:

1. Úvod do komprese dat, koncepce teorie informace, entropie, Shannon-Fannovo kódování, Huffmanovo kódování.
2. Adaptivní Huffmanovo kódování, algoritmus Lempel-Ziv-Welch.
3. QM kodér, metoda konečného kontextu.
4. Skalární kvantizace, optimalizovaná skalární kvantizace, vektorová kvantizace.
5. Lidský sluch a redukce informace - maskování, binaurální slyšení. Hodnocení audio kvality - metody a standardy.
6. Bezeztrátová a ztrátová komprese zvuku. Banky filtrů, psychoakustický model, kvantizace, kódování, joint stereo.
7. Standardy kódování zvuku (ATRAC, Ogg Vorbis, MPEG1, MPEG2, MPEG4, MPEG7, AC3, ...).
8. Lidský vizuální systém a redukce informace. Metody hodnocení kvality vizuální informace.
9. Komprese statických snímků, JPEG, JPEG-2000.
10. Techniky kódování videa: pohybový vektor, pre & postprocessing.
11. Standardy kódování videa, MPEG1, MPEG2, H.264/AVC, H.265/HEVC.
12. Streaming videa v komunikačních sítích.
13. Mobile multimedia computing. Metody ochrany digitálního obsahu, watermarking.
14. Nové směry v kódování audiovizuální informace, multiview kódování.

Osnovy cvičení:

1. Úvod, zpracování signálu a obrazu v Matlabu.
2. Analýza vlastností signálů, aritmetický kodér.
3. Huffmanovo kódování.
4. VQ kodér. Zadání semestrálních projektů.
5. Implementace jednoduchého ztrátového audio kodéru v Matlabu.
6. Subjektivní a objektivní hodnocení kvality komprimovaného audio signálu.
7. Komprese statických snímků podle standardů JPEG a JPEG-2000.
8. Principy ztrátové komprese videosignálu, pohybový vektor, standardy MPEG.
9. Subjektivní a objektivní hodnocení kvality komprimovaného video signálu.
10. Watermarking.
11. Práce na semestrálním projektu.
12. Práce na semestrálním projektu.
13. Prezentace semestrálních projektů.
14. Test, zápočet.

Literatura:

[1] Proakis J.: Digital signal processing, Harlow, 2014, ISBN: 978-1-29202-573-5
[2] Thyagarajan, K. S.: Still Image and Video Compression with MATLAB, Willey, 2011, ISBN: 978-0-470-88692-2
[3] Sayood K.: Lossless Compression Handbook, Elsevier, 2003, ISBN: 978-0-12-620861-0
[4] Kahrs, M., Brandenburg, K.: Applications of Digital Signal Processing to Audio and Acoustics. Kluwer Academic Publishers, 1998, ISBN: 978-0792381303

Požadavky:

Základní metody a prostředky snímání, přenosu, zpracování a reprodukce audiovizuálních signálů.

Poznámka:

2p+2c+1d

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr
MPEK3_2016 Elektronika V
MPEK1_2016 Komunikační systémy a sítě V
MPEK2_2016 Radiová a optická technika V
MPEK4_2016 Audiovizuální technika a zpracování signálů PV 1


Stránka vytvořena 23.11.2017 17:47:33, semestry: L/2016-7, Z,L/2017-8, Z/2018-9, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)
Za obsah odpovídá: doc. Ing. Ivan Jelínek, CSc.