Curso 2013-2014
Sistemas de Codificación de Imagen y Video
| Titulación: | Código: | Tipo: |
| Grado en Ingeniería Informática | 21485 | Optativa |
| Grado en Ingeniería Telemática | 21765 | Optativa |
| Grado en Ingeniería en Sistemas Audiovisuales | 21618 | Obligatoria 3º curso |
| Créditos ECTS: | 4 | Dedicación: | 100 horas | Trimestre: | 2º |
| Departamento: | Dpto. de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones |
| Coordinador: | Nicolas Duchateau |
| Profesorado: | Nicolas Duchateau Cyriac Praveen |
| Idioma: | Nicolas Duchateau (Inglés, [Castellano]). Cyriac Praveen (Inglés). |
| Horario: | |
| Campus: | Campus de la Comunicación - Poblenou |
La asignatura abarca los fundamentos, algoritmos y estándares para la compresión de imágenes y vídeo en el ámbito de la ingeniería audiovisual.
Es recomendable tener un buen conocimiento de procesamiento de imágenes, señales y sistemas, matemáticas y programación.
Asignaturas de la UPF relacionadas (y recomendadas):
- Image processing (processament d'imatges)
- Signals and systems (senyals i sistemes)
- Data transfer and encoding (transmissió de dades i codificació)
- Video processing (processament de video)
- Comprensión de los fundamentos teóricos de la codificación y compresión de imágenes y vídeo.
- Conocimiento de los algoritmos y estándares usados en la práctica.
- Implementación de métodos para aplicaciones reales.
- Repaso de herramientas matemáticas.
- Práctica en programación (código eficiente, claro, documentación).
- Búsqueda bibliográfica, comprensión de artículos científicos.
- Trabajo en equipo: organización, comunicación.
Evaluación: prácticas (50%), teoría (50%), cada parte se aprueba independientemente.
Las prácticas son tres y se evalúan sucesivamente a lo largo del trimestre. Se realizan en equipos de 3 personas y se evalúan mediante entregas (informe y código comentado) y una defensa oral (preguntas individuales). En caso de no aprobar las prácticas durante el trimestre, pero que la nota sacada es superior o igual a 3.5/10, el estudiante tendrá que realizar un trabajo práctico individual para la convocatoria de Julio. Esto no será posible si la nota de las prácticas es inferior a 3.5/10.
La teoría se evalúa en un examen escrito al final del trimestre, recuperable en Julio. En caso de aprobar las prácticas pero suspender la teoría, la nota de prácticas se guarda para la convocatoria de Julio, pero no para el curso siguiente.
La participación en seminarios también se evaluará, pudiendo aportar hasta un punto extra en la nota final.
Chapter 1 Introduction
1.1 Practical Needs for Image and Video Compression
1.2 Feasibility of Image and Video Compression
1.3 Visual Quality Measurement
1.4 Information Theory Results
Chapter 2 Quantization
2.1 Quantization and the Source Encoder
2.2 Uniform Quantization
2.3 Nonuniform Quantization
2.4 Adaptive Quantization
2.5 Pulse Code Modulation
Chapter 3 Differential Coding
3.1 Introduction to DPCM
3.2 Optimum Linear Prediction
3.3 Some Issues in the Implementation of DPCM
3.4 Delta Modulation
3.5 Interframe Differential Coding
3.6 Information-Preserving Differential Coding
Chapter 4 Transform Coding
4.1 Introduction
4.2 Linear Transforms
4.3 Transforms of Particular Interest
4.4 Bit Allocation
4.5 Some Issues
Chapter 5 Variable-Length Coding: Information Theory Results (II)
5.1 Some Fundamental Results
5.2 Huffman Codes
5.3 Modified Huffman Codes
5.4 Arithmetic Codes
Chapter 6 Run-Length and Dictionary Coding: Information Theory Results (III)
6.1 Markov Source Model
6.2 Run-Length Coding
6.3 Digital Facsimile Coding Standards
6.4 Dictionary Coding
6.5 International Standards for Lossless Still Image Compression
Chapter 7 Still Image Coding: Standard JPEG
7.1 Introduction
7.2 Sequential DCT-Based Encoding Algorithm
7.3 Progressive DCT-Based Encoding Algorithm
7.4 Lossless Coding Mode
7.5 Hierarchical Coding Mode
Chapter 8 Wavelet Transform for Image Coding: JPEG2 000
8.1 A Review of Wavelet Transform
8.2 Digital Wavelet Transform for Image Compression
8.3 Wavelet Transform for JPEG2000
Chapter 10 Motion Analysis and Motion Compensation
10.1 Image Sequences
10.2 Interframe Correlation
10.3 Frame Replenishment
10.4 Motion Compensated Coding
10.5 Motion Analysis
10.6 Motion Compensation for Image Sequence Process ing
Chapter 11 Block Matching
11.1 Nonoverlapped, Equally Spaced, Fixed Size, Small Rectangular Block Matching
11.2 Matching Criteria
11.3 Searching Procedures
11.4 Matching Accuracy
11.5 Limitations with Block Matching Techniques
11.6 New Improvements
Chapter 12 Pel Recursive Technique
12.1 Problem Formulation
12.2 Descent Methods
12.3 Netravali–Robbins’ Pel Recursive Algorithm
12.4 Other Pel Recursive Algorithms
12.5 Performance Comparison
Chapter 13 Optical Flow
13.1 Fundamentals
13.2 Gradient-Based Approach
13.3 Correlation-Based Approach
13.4 Multiple Attributes for Conservation Information
Chapter 14 Further Discussion and Summary on 2-D Motion Estimation
14.1 General Characterization
14.2 Different Classifications
14.3 Performance Comparison between Three Major App roaches
14.4 New Trends
Chapter 15 Fundamentals of Digital Video Coding
15.1 Digital Video Representation
15.2 Information Theory Results: Rate Distortion Function of Video Signal
15.3 Digital Video Formats
15.4 Current Status of Digital Video=Image Coding Standards
Chapter 16 Digital Video Coding Standards: MPEG-1=2 Video
16.1 Introduction
16.2 Features of MPEG-1=2 Video Coding
16.3 MPEG-2 Video Encoding
16.4 Rate Control
16.5 Optimum Mode Decision
16.6 Statistical Multiplexing Operations on Multiple Program Encoding
Chapter 17 Application Issues of MPEG-1=2 Video Coding
17.1 Introduction
17.2 ATSC DTV Standards
17.3 Transcoding with Bitstream Scaling
17.4 Down-Conversion Decoder
17.5 Error Concealment
Chapter 18 MPEG-4 Video Standard: Content-Based Video Coding
18.1 Introduction
18.2 MPEG-4 Requirements and Functionalities
18.3 Technical Description of MPEG-4 Video
18.4 MPEG-4 Visual Bitstream Syntax and Semantics
18.5 MPEG-4 Visual Profiles and Levels
18.6 MPEG-4 Video Verification Model
Chapter 19 ITU-T Video Coding Standards H.261 and H .263
19.1 Introduction
19.2 H.261 Video Coding Standard
19.3 H.263 Video Coding Standard
19.4 H.263 Video Coding Standard Version 2
19.5 H.263þþ Video Coding and H.26L
Metodología para las clases de teoría
Clases magistrales donde se evita ex-profeso el uso de presentaciones al estilo Powerpoint.
Metodología para las clases de seminarios
En pequeños grupos se resuelven ejercicios, se comentan artículos científicos o se presentan los trabajos realizados en las prácticas.
Metodología para las clases de prácticas
Implementación de algoritmos de compresión de imágenes y vídeo. Todo el software usado es open-source y las prácticas han de ser realizadas en C++.
"Image and Video Compression for Multimedia Engineering: Fundamentals, Algorithms, and Standards, Second Edition". Yun Q. Shi and Huifang Sun. CRC Press; 2 edition (March 24, 2008). ISBN-10: 0849373646.