Unidade Curricular:			Código:
Multimédia II			1093MUL2
Ano:	Nível:	Curso:	Créditos:
3	Licenciatura	Engenharia Informática	6 ects
Período Lectivo:		Língua de Instrução:	Nº Horas:
Segundo Semestre		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 componente teórico-prática inclui: • 2 Testes escritos de avaliação individual (25% cada, 50% da classificação final). A avaliação da componente prática inclui: • Escrita de um guião para um vídeo/tutorial científico sobre um codec multimédia (10% da classificação final); • Desenvolvimento de um vídeo/tutorial científico sobre um codec (30% da classificação final); • Apresentação do projeto (artigo e vídeo) (5% da classificação final); • Desempenho do aluno (5% 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, Nuno, Torres, José, Tecnologias de Compressão Multimédia, FCA – Editora de Informática, 2009. [2] Sayood, K., Introduction to Data Compression, 5th Edition, Morgan Kaufman (Elsevier), 2017. [3] McAnlis, C. & Haecky, A. Understanding Compression: Data Compression for Modern Developers, O'Reilly Media, 2016. [4] Li, Ze-Nian, Drew, Mark S., Liu, Jiangchuan, Fundamentals of Multimedia (Texts in Computer Science), Second Edition, Springer, 2014. [5] Salomon, D., Motta, G. Handbook of Data Compression. 5th Ed., Springer-Verlag, 2010. [6] Ribeiro, Nuno M., Multimédia e Tecnologias Interativas, 5ª Edição Aumentada, FCA – Editora de Informática, 2012.