Percepció i Cognició Audiovisual (21611)

Titulació/estudi: Grau en Enginyeria en Sistemes Audiovisuals
Curs: segon
Trimestre: tercer
Nombre de crèdits ECTS: 4 crèdits
Hores de dedicació de l'estudiant: 100 hores
Llengua o llengües de la docència: Català i Castellà
Professor: Gustavo Deco

1. Presentació de l'assignatura

L'Assignatura de percepció i cognició audiovisual està ubicada al 3r trimestre del 2on curs dels estudis de grau d'Enginyeria Informàtica, de Sistemes Audiovisuals i de Telemàtica.

L'objectiu d'aquesta assignatura és fer un curs introductori a aquells algoritmes elementals de l'aprenentatge de màquines inspirats per la biologia -més concretament per la neurociència. Concretament, la primera part del curs consistirà en una breu introducció a la biologia dels sistemes visual i auditiu de l'ésser humà, així com una dels models neuronals més bàsics. Alguns d'aquests coneixements serviran de base i d'inspiració per al disseny d'algoritmes que pretenen implementar artificialment algunes tasques elementals dels sistemes visual i auditiu, com per exemple la classificació, identificació i segregació d'objectes visuals i auditius. Aquestes tasques són la base de la percepció i la cognició.

La metodologia de treball es basa en dos grans blocs: les classes de teoria, i les sessions de seminari i de pràctiques de laboratori on es s'experimentarà amb alguns dels conceptes exposats al llarg de les sessions teòriques de l'assignatura.

Aquesta assignatura té una part important de continguts teòrics (fisiologia dels sistemes auditiu i visual, models neuronals, algoritmes d'aprenentatge) però també és fonamental l'aplicació d'aquests coneixements a problemes concrets relacionats amb la percepció i la cognició audiovisual. La resolució d'aquests exercicis requereix el domini d'instruments matemàtics (com ara l'àlgebra lineal, el càlcul en una i en diverses variables i la probabilitat) i la programació.

2. Competències que s'han d'assolir

Instrumentals

i. Capacitat d'anàlisi i síntesi.
ii. Resolució de problemes.
iii. Capacitat d'organitzar i planificar.
iv. Capacitat d'abstracció.

Interpersonals

i. Raonament crític.

Sistèmiques

i. Habilitats d'investigació.
ii. Capacitat per aprendre nous conceptes teòrics.
iii. Habilitat per treballar de forma conjunta.
iv. Aplicació pràctica dels coneixements teòrics.

Competències específiques

i. Conèixer els fonaments biològics que permeten la cognició i percepció, així com una noció bàsica de la fisiologia del còrtex cerebral humà.
ii. Entendre el funcionament d'una neurona.
iii. Conèixer els principals models neuronals.
iv. Entendre la motivació biològica dels algoritmes d'aprenentatge.
v. Conèixer els principals algoritmes d'aprenentatge.
vi. Entendre els principals models basats en el sistema visual humà.
vii. Comprendre els principals models basats en el sistema auditiu humà.

3. Continguts

Tema 1: Fonaments biològics i models neuronals

Tema 2: Algoritmes d'aprenentatge

Tema 3: Percepció i cognició visual

Tema 4: Percepció i cognició auditiva

4. Avaluació

PR: Pràctiques de Laboratori
ED: Examen Convocatòria Desembre
ES: Examen Convocatòria Setembre

Qualificació Convocatòria Juny = 0.4ED+0.6PR

Amb la condició que ambdues parts estiguin superades, altrament quedarà l'assignatura com a no superada.

Qualificació Convocatòria Setembre = ES

5. Bibliografia i recursos didàctics

- Introduction to Theory of Neural Computation (Herz et al)

- Foundations of Cellular Neurophysiology. Johnston and Wu (MIT)

- Computational Neuroscience of Vision. Rolls and Deco (Oxford)

- Biophysics of Computation. C. Koch.

6. Metodologia

La metodologia seguida dependrà del tipus de sessió:

- Sessions de teoria: el professor exposarà els continguts fonamentals de l'assignatura. Sovint la teoria es complementarà fent servir exemples visuals i auditius.

- Sessions de seminari: Es duran a la pràctica els algoritmes i models exposats a les sessions de teoria. Alguns d'aquests problemes simples resolts teòricament s'estendran a casos més complexes a les sessions de laboratori.

- Sessions de laboratori: Les classes al laboratoris tenen un paper fonamental a l'assignatura. En aquestes sessions es s'implementaran amb ordinador alguns dels algoritmes desenvolupats a les classes de teoria i seminaris. Aquests programes s'hauran d'entregar junt amb un informe sobre el treball realitzat. El professor donarà suport a la resolució dels dubtes que sorgeixin.