Codificação de Sinais Multimédia - LEIC

T - Teórica; TP - Teórico-prática; PL - Prática Laboratorial; S - Seminário; OT - Orientação Tutorial.

• Objetivos da aprendizagem

  Os estudantes que terminam com sucesso esta unidade curricular serão capazes de:

  (1) Compreender os fundamentos matemáticos da compressão de dados.

  (2) Conhecer os fundamentos da perceção humana (auditiva e visual) e os modelos de cor em imagem e vídeo.

  (3) Compreender os métodos de codificação sem perdas (códigos entrópicos, códigos baseados em dicionários e codificação aritmética) e os métodos de codificação com perdas (quantificação escalar e vetorial, codificação por transformada e codificação preditiva).

  (4) Avaliar os métodos de codificação (com e sem perdas) na representação eficiente de texto, áudio, imagem e vídeo.

  (5) Compreender e desenvolver sentido crítico acerca das normas de compressão mais comuns, usadas atualmente na indústria da multimédia (JPEG, MPEGx, H26x).

• Programa

  I. Fundamentos de teoria de informação.

  II. Compressão sem perdas (RLC, Huffman, LZW, LZ77 e codificação aritmética).

  III. Elaboração e avaliação de um compressor sem perdas usando a linguagem Python e bibliotecas apropriadas.

  IV. Fundamentos de áudio digital. Compressão de áudio, noções de psico-acústica. MPEG áudio layer.

  V. Representação de cor em imagem e vídeo. Sistema visual humano.

  VI. Compressão com perdas, codificação por transformada (DCT) e codificação preditiva.

  VII. Compressão de imagem, normas JPEG.

  VIII. Elaboração e avaliação de um compressor com perdas, baseado na norma JPEG, usando a linguagem Python e bibliotecas apropriadas.

  IX. Conceitos fundamentais de vídeo. Compressão de vídeo. Estimação e compensação de movimento, normas H.26x e MPEGx.

  X. Elaboração e avaliação de um compressor de vídeo usando a linguagem Python e bibliotecas apropriadas

• Demonstração de coerência entre conteúdos programáticos e resultados da aprendizagem

  O objetivo da unidade curricular é compreender os fundamentos teóricos que dão suporte à representação, armazenamento e comunicação dos sinais multimédia (vídeo, imagem, gráficos, áudio e texto). Introduzir os vários métodos de compressão com e sem perdas. Conhecer as principais normas de codificação usadas na indústria multimédia e desenvolver sentido crítico sobre estas.

  O processo de ensino/aprendizagem dos tópicos abordados é suportado na realização de um conjunto de pequenos projetos usando a linguagem Python e bibliotecas apropriadas (e.g., compressão de imagem e vídeo).

• Metodologia de ensino e avaliação

  A metodologia de ensino desenvolve-se em duas componentes:

  TP – 22,5 horas de contacto teórico-práticas - Exposição e discussão dos conceitos teóricos e de exemplos práticos de aplicação (aprendizagem baseada em casos), incentivando à interatividade e desenvolvimento do espirito crítico sobre os temas abordados.

  PL – 45 horas de contacto de prática laboratorial: Os conceitos teóricos são aprofundados através da implementação eficiente (em linguagem Python) de exemplos práticos, realizados em grupo.

  Os resultados da aprendizagem desta unidade curricular são avaliados individualmente através de teste global escrito realizado no final do semestre e de trabalhos práticos e relatórios realizados em grupo ao longo do período letivo do semestre.

• Demonstração de coerência entre metodologias de ensino e resultados de aprendizagem

  Nas aulas teórico-práticas são expostos os conceitos fundamentais para a compreensão das técnicas de compressão usadas nos atuais normas de compressão multimédia. Esta exposição interativa é acompanhada de exercícios e exemplos práticos que ajudam à compreensão das mesmas.

  Nas aulas de prática laboratorial são abordadas as técnicas de compressão e a sua implementação eficiente usando a linguagem de programação Python aprofundando o conhecimento das mesmas.

• Bibliografia principal

  Nuno Ribeiro e José Torres, “Tecnologias de Compressão Multimédia,” FCA, 2010, ISBN: 978-9727226337.

  Fernando Pereira, “Comunicações Audiovisuais: Tecnologias, Normas e Aplicações," IST PRESS, 2009, ISBN: 978-9728469818.