Unidade Curricular: | Código: | ||
Multimédia II | 832MUL2 | ||
Ano: | Nível: | Curso: | Créditos: |
3 | Licenciatura | Engenharia Informática | 6 ects |
Período Lectivo: | Língua de Instrução: | Nº Horas: | |
Português/Inglês | 78 | ||
Objectivos de Aprendizagem: | |||
Esta unidade curricular tem por objetivo principal o aprofundamento dos algoritmos de codificação e representação dos tipos de informação multimédia não-estruturados. Os objetivos incluem: fornecer ao estudante os fundamentos teóricos da compressão, garantir que conhece e sabe aplicar as várias técnicas de compressão multimédia existentes e familiarizá-lo com os métodos e normas de codificação de imagem, áudio e vídeo mais importantes. Ao completar com sucesso esta unidade curricular os alunos devem ser capazes de: - Descrever os modos e categorias de compressão. - Explicar e aplicar algoritmos de codificação de entropia. - Compreender a psicoacústica e explicar o funcionamento da codificação com perdas de áudio digital. - Compreender a teoria Rate-Distortion e o funcionamento da codificação com perdas de imagens baseada em transformadas/wavelets. - Identificar os componentes principais das normas JPEG e MPEG. - Propor, projetar e implementar em código os algoritmos estudados. | |||
Conteúdos Programáticos: | |||
1. Princípios fundamentais da compressão 1.1 Modos sem/com perdas 1.2 Categorias e princípios da codificação de entropia e de fonte 1.3 Rácio de compressão, débito binário, qualidade 2. Compressão sem perdas 2.1 Noção de Entropia 2.2 Codificação de comprimento variável e fixo 2.3 Algoritmos de Shannon-Fano e Huffman 2.4 Codificação Aritmética 2.5 Método LZW 2.6 Normas JBIG, JPEG s/perdas, JPEG-LS e PNG 3 Compressão com perdas de áudio 3.1 Psicoacústica e digitalização de áudio 3.2 Codificação de voz: ADPCM e normas G.72x 3.3 Codificação de áudio Hi-Fi: MPEG-Audio e Dolby AC-3 4 Compressão com perdas de imagens 4.1 Teoria Rate-Distortion 4.2 Quantificadores escalares uniformes midtread e midrise 4.3 Codificação preditiva e de blocos baseada na DCT 4.4 Norma JPEG: modos e arquitetura 4.4.1 Processamento de cor 4.4.2 Quantificação e codificação de entropia 5. Projeto de um codec multimédia 5.1. Planeamento e conceção 5.2. Desenvolvimento e programação | |||
Demonstração da Coerência dos Conteúdos Programáticos com os Objectivos da Unidade Curricular: | |||
Os conteúdos programáticos cobrem as áreas de conhecimento essenciais e coerentes para atingir os objetivos formulados, dado que os tópicos principais incluídos no programa, tais como: Princípios fundamentais da compressão, Métodos e normas para a compressão sem perdas, Métodos e normas para a compressão de áudio, Métodos e normas para a compressão de imagem, e projeto de compressão multimédia: desenvolvimento de um codec, cobrem os principais aspetos do estudo que habilita o aluno a compreender a necessidade da codificação multimédia, a analisar e programar os algoritmos de compressão de imagem, áudio e vídeo mais importantes sob a forma de codecs, bem como a ser capaz de avaliar e escolher os formatos e as normas mais adequados para a codificação e representação de informação multimédia. | |||
Metodologias de Ensino (Avaliação Incluída): | |||
Recorre-se a uma metodologia expositiva, descritiva e demonstrativa em aulas teórico/práticas, de modo a introduzir os conhecimentos sobre os princípios fundamentais e a aplicação prática dos métodos/algoritmos de compressão multimédia sem perdas e com perdas. As aulas práticas baseiam-se no desenvolvimento de projetos de implementação dos algoritmos correspondentes a codecs de áudio, imagem e vídeo. O método de avaliação inclui 2 componentes. A avaliação da unidade curricular inclui: • 2 Testes escritos de avaliação individual (25% cada teste, 50% da classificação final). • A escrita de um artigo científico de revisão sobre um codec de compressão sem perdas (15% da classificação final); • Implementação do codec (algoritmos de cod. e descod.) sob a forma de um programa que comprime os elementos do Silesia Corpus (25% da classificação final); • Apresentação do projeto (artigo) (10% da classificação final). | |||
Demonstração da Coerência das Metodologias de Ensino com os Objectivos de Aprendizagem da Unidade Curricular: | |||
As metodologias propostas estão em coerência com os objetivos formulados para a unidade curricular dado que apostam na interpretação da teoria e na aplicação prática dos conceitos de compressão estudados, procurando-se estabelecer um paralelismo entre a teoria e a prática aplicada a problemas reais de desenvolvimento de codecs de áudio, vídeo e imagem, contribuindo deste modo para desenvolver a capacidade do aluno para aplicar este tipo de técnicas no desenvolvimento de aplicações multimédia, no contexto da Engenharia Informática. | |||
Bibliografia: | |||
[1] Ribeiro, N., Torres, J. (2009). Tecnologias de Compressão Multimédia, FCA – Editora de Informática. [2] Sayood, K. (2017). Introduction to Data Compression, 5th Edition, Morgan Kaufman (Elsevier). [3] Manz, O. (2021). Well Packed – Not a Bit Too Much: Compression of Digital Data Explained in an Understandable Way, Springer. [4] McAnlis, C., Haecky, A. (2016). Understanding Compression: Data Compression for Modern Developers, O'Reilly. [5] Bull, D., Zhang, F. (2021). Intelligent Image and Video Compression: Communicating Pictures, 2nd Ed., Academic Press (Elsevier). [6] Li, Ze-Nian, Drew, Mark S., Liu, Jiangchuan. (2014). Fundamentals of Multimedia (Texts in Computer Science), 2nd Ed., Springer. |