Curs 2015-16

Processament de Vídeo

Titulació:	Codi:	Tipus:
Grau en Enginyeria Informàtica	21490	Optativa
Grau en Enginyeria Telemàtica	21767	Optativa
Grau en Enginyeria en Sistemes Audiovisuals	21620	Obligatòria 3r curs

 

Crèdits ECTS:

4

Dedicació:

100 hores

Trimestre:

2n

 

Departament:	Dept. de Tecnologies de la Informació i les Comunicacions
Coordinador:	Juan Garamendi
Professorat:	Juan Francisco Garamendi
Idioma:	castellà i anglès (tot el material és en anglès)
Horari:
Campus:	Campus de la Comunicació - Poblenou

 

Presentació de l'assignatura

Processament de Vídeo és una assignatura de tercer curs del Grau en Enginyeria en Sistemes Audiovisuals i està dedicada a una introducció als fonaments del processament de seqüències d’imatges o vídeo.

El vídeo és la tecnologia de captació, gravació, processament, emmagatzemant, transmissió i reconstrucció per mitjans digitals o analògics d’una seqüència
d’imatges que representen escenes en moviment. Molt més enllà d’aquesta definició, la importància del vídeo al món actual i a la nostra cultura com a mitjà de comunicació i transmissió de coneixements, font de creativitat i, fins i tot, com a art, és inqüestionable.

L’objectiu d’aquesta assignatura és comprendre les particularitats d'aquest tipus d’estructura de dades degudes a la informació temporal que conté. De manera més específica, es presentaran els formats de vídeo, tant en els sistemes analògics com en el sistemes digitals, les tècniques de processament i filtratge digital bàsiques i alguns conceptes bàsics relacionats amb la seva transmissió i emmagatzemant.

És altament recomanable que l'alumne parteixi d'un coneixement previ en àlgebra lineal, càlcul i mètodes numèrics, camps vectorials, transformada de Fourier, probabilitat i, sobretot, de processament digital d’imatges. En qualsevol cas, cal haver cursat les assignatures: Àlgebra Lineal i Matemàtica Discreta, Càlcul i Mètodes Numèrics, Senyals i Sistemes, Equacions Diferencials, Probabilitat i Processos Estocàstics, Processament d’Imatge.

El complement natural d’aquesta assignatura és Sistemes de Codificació d'Imatge i Vídeo, assignatura que es pot cursar de manera simultània amb Processament de Vídeo, així com les assignatures optatives del Bloc d’Imatge i Vídeo.

 

Prerequisits

És altament recomanable que l'alumne parteixi d'un coneixement previ en àlgebra lineal, càlcul i mètodes numèrics, camps vectorials, transformada de Fourier, probabilitat i, sobretot, de processament digital d'imatges. En qualsevol cas, cal haver cursat les assignatures: Àlgebra Lineal i Matemàtica Discreta, Càlcul i Mètodes Numèrics, Senyals i Sistemes, Equacions Diferencials, Probabilitat i Processos Estocàstics, Processament d'Imatge.

El complement natural d'aquesta assignatura és Sistemes de Codificació d'Imatge i Vídeo, assignatura que es pot cursar de manera simultània amb Processament de Vídeo, així com les assignatures optatives del Bloc d'Imatge i Vídeo.

 

Competències

Competències transversals

Competències específiques

Instrumentals Ins1. Capacitat d’anàlisi i síntesi. Ins2. Capacitat per a aplicar els coneixements a l’anàlisi de situacions i la resolució de problemes. Interpersonals I1. Capacitat de treball en equip. Sistèmiques S1. Capacitat d’aplicar amb flexibilitat i creativitat els coneixements adquirits i d’adaptarlos a contexts i situacions noves. S2. Capacitat per a progressar en els processos de formació i aprenenta

E1. Adquirir els coneixements bàsics sobre el vídeo com a estructura de dades i els paràmetres fonamentals. E2. Coneixement bàsic dels formats de vídeo analògics. E3. Assolir una comprensió bàsica sobre el mostreig espai-temporal. E4. Assolir el coneixement i comprensió de la conversió d’entrellaçat a progressiu. E5. Assolir el coneixement i comprensió de la conversió frame-rate. E6. Assolir el cneixement i compresió de la  sobre la segmentació espai-temporal en vídeo E7. Entendre el problema de la estimació i anàlisi de moviment i seguiment d’objectes en vídeo. E8. Adquirir nocions bàsiques sobre reducció de soroll i restauració en vídeos. E9. Adquirir nocions bàsiques sobre edició de video. E10. Assolir una comprensió bàsica sobre adquisició de sequències d'imatges no convencionals ( imatges lightfield )

 

Avaluació

L’avaluació serà continua i els mecanismes d’avaluació de les competències seran:

	Algunes característiques	Moment	Recuperable
Proves escrites	Prova escrita (Examen Final)	50%	Recuperable (Juliol)
Productes escrits	1r Control	Fins a un 15%	No recuperable
Proves d'execució	Pràctiques (informe, codi i demo)	50%	No recuperable

Per aprovar l’assignatura, la nota final tant de la prova escrita com de les pràctiques haurà de ser al menys de 5. En cas contrari, la nota final serà el mínim entre la nota de la prova final i les pràctiques.

En cas de complir la condició anterior, la nota final es calcularà amb la següent fórmula:

Nota_final = 0.5·Nota_prova_escrita + 0.5·Pràctiques + 0.15·Nota_1r_control

Si la nota excedeix el 10 serà truncada, però el valor serà tingut en compte per l’assignació de les matrícules d’honor.

 

Continguts

 

• Bloc de contingut 1: Fonaments
  • Introducció . Formació, percepció i representació de vídeo.
  • Vídeo Analògic en escala de grisos. Color en Vídeo.
  • Standards de video analògic. 
  • Video digital.
• Bloc de contingut 2 : Segmentació 
  • Segmentació espacial. 
  • Segmentació temporal.
• Bloc de contingut 3: Anàlisi de moviment
  • Estimació de moviment. Flux òptic. 
  • Tracking d'objectes.
• Bloc de contingut 4: Restauració de video 
  • Reducció de soroll.
  • Restauració de videos.
  • Insercció de contingut.
• Bloc de contingut 5: Noves tecnologies
  • Adquisició de seqüències d'imatges de manera no convencional. Imatge lightfield i cameras plenópticas.

 

Metodologia

La metodologia d’aquesta assignatura combina sessions magistrals d’explicació del professor amb el treball individual i en grup realitzat pels alumnes en sessions de pràctiques (grup mitjà) i de seminari (grup petit). En particular, el treball dins i fora de l’aula s’ha organitzat de la forma següent:

• Sessions magistrals o de grup gran: es tracta de nou sessions en les que s’introduiran els conceptes teòrics i es mostren els procediments adequats per a la resolució de pràctiques i problemes. El professor explicarà els conceptes teòrics bàsics i s'encarregarà de proposar i resoldre exemples de problemes tipus per tal de clarificar la teoria i per tal que els alumnes tinguin una primera aproximació a allò que es trobaran a la classe de seminaris. El pes de la sessió el porta el professor i s’espera dels alumnes que participin realitzant preguntes i comentaris.
• Pràctiques amb ordinador: són 5 sessions en grup mitjà, de dues hores de duració, en les quals el professor proposa realitzar una de les pràctiques de la llista que els alumnes tindran prèviament. La dinàmica d'aquestes sessions és la següent: En primer lloc, el professor fa una explicació breu de la pràctica a desenvolupar i desprès els alumnes treballen per a la realització de la pràctica que entregaran posteriorment.
• Sessions de seminari: són 8 sessions en grup petit, d’una hora de duració. En aquestes sessions es resoldran exercicis pràctics sobre el contingut del temari explicat a les classes de teoria.

 

Recursos

Bibliografia bàsica:

• Oge Marques. Practical Image and Video Processing Using Matlab (R). Wiley
• M. Tekalp. Digital Video Processing, Prentice Hall, 1995.
• Emilio Maggio, Andrea Cavallaro, Video Tracking: Theory and Practice, Wiley, 2011.

Bibliografia complementària:

•  Yao Wang, Joern Ostermann, Ya-Qin Zhang, "Video Processing and Communications "by Prentice Hall, 2002.
• J. Watkinson, "The Art of Digital Video", 3rd edition, Focal Press, 2000.
•  K. Jack, "Video Demystified", 3rd edition, LLH Technology Publishing, 2001.
•  M.I. Sežana and R.L. Lagendijk, "Motion Analysis and Image Sequence Processing ", edited by, Kluwer Academic Publishers, 1993.
•  W.F. Schreiber, "Fundamentals of Electronic Imaging Systems", SpringerVerlag, 3rd edition, 1993.

Recursos didàctics i material docent:

A cada sessió presencial li correspondrà material docent que els professors posaran a l’abast dels alumnes mitjançant l’aula moodle de l’assignatura. Aquest material anirà des de apunts, textos complementàries, articles, per a les sessions de teoria, fulls d’exercicis per a les sessions de seminari, guia pràctica i fonts d’informació diversos per a les sessions de pràctiques.