Curs 2013-2014

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:	Felipe Calderero
Professorat:	Felipe Calderero
Idioma:	català, 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. Adquirir nocions bàsiques sobre reducció de soroll i restauració en vídeos. E7. Entendre el problema de la estimació i anàlisi de moviment. E8. Adquirir nocions bàsiques sobre seguiment d’objectes en vídeo. E9. Assolir una comprensió bàsica sobre la segmentació espai-temporal en vídeo

 

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: Formació, percepció i representació de vídeo. Introducció. Vídeo Analògic. Sistemes PAL i NTSC. Mostreig espai-temporal.

Bloc de contingut 2: Filtratge i anàlisi de vídeo digital. Conversió d’entrellaçat a progressiu. Conversió frame-rate. Reducció de soroll i restauració en vídeos. Anàlisi de moviment.

Bloc de contingut 3: Aplicacions de processament de vídeo. Seguiment d’objectes d’interès a través de d’una seqüència de vídeo (object tracking), segmentació espai-temporal de contingut rellevant en vídeo. Altres aplicacions de l’estat de l’art.

 

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 a la carpeta del professor al acabar la classe.
• 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.

	Activitats a l'aula			Hores fora de l'aula
Temes	Grup gran	Grup mitjà	Grup petit
Bloc 1	4		2	10
Bloc 2	10	6	4	30
Bloc 3	4	2	2	10
Examen				10
Total:	18	10	8	64		100

 

Recursos

Bibliografia bàsica:
• Yao Wang, Joern Ostermann, Ya-Qin Zhang, "Video Processing and Communications" by Prentice Hall, 2002.
• M. Tekalp. Digital Video Processing, Prentice Hall, 1995.
• Emilio Maggio, Andrea Cavallaro, Video Tracking: Theory and Practice, Wiley, 2011.

Bibliografia complementària:
• J. Watkinson, "The Art of Digital Video", 3rd edition, Focal Press, 2000.
• K. Jack, "Video Demystified", 3rd edition, Llh Technology Publishing, 2001.
• M.I. Sezan 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.