MULTIMEDIA E LABORATORIO

Modulo MULTIMEDIA

Diventare esperto di sistemi multimediali - immagini, audio e video - acquisendo le competenze per programmare sistemi di elaborazioni per informazioni di questo tipo.

Obiettivi formativi generali dell'insegnamento in termini di risultati di apprendimento attesi.

1. Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding): l'obiettivo del corso è quello di far acquisire conoscenze che consentano allo studente di comprendere i meccanismi teorici e fisici che stanno alla base del sistema visivo umano, della formazione ed elaborazione del suono, del video e delle immagini digitali, del miglioramento della qualità visiva delle immagini digitali e della qualità audio.
2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione (applying knowledge and understanding): lo studente acquisirà le competenze necessarie per acquisire, editare, comprimere e salvare un segnale viedeo e audio. In particolare una parte del corso sarà relativa allo studio del software Matlab per applicare tali conoscenze teoriche.
3. Autonomia di giudizio (making judgements): Attraverso esempi in aula lo studente sarà messo nelle condizioni di comprendere se le soluzioni da lui proposte soddisfano un certo grado di qualità.
4. Abilità comunicative (communication skills): lo studente acquisirà le necessarie abilità comunicative e la proprietà di linguaggio tecnico nell'ambito del settore Multimediale.
5. Capacità di apprendimento (learning skills): il corso si propone, come obiettivo, di fornire allo studente le necessarie metodologie teoriche e pratiche per poter affrontare e risolvere autonomamente nuove problematiche che dovessero sorgere durante una attività lavorativa. A tale scopo diversi argomenti saranno trattati a lezione coinvolgendo lo studente nella ricerca di possibili soluzioni a problemi reali.

Didattica Frontale

Seminari integrativi

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus

Aver superato il corso di Interazione e Multimedia della Laurea Triennale.

La frequenza è fortemente consigliata.

Segnali: cenni sulle onde, serie di Fourier ed esercizi

Segnali: tipi di segnale, campionamento, teoremi di shannon per il campionamento e la ricostruzione, quantizzazione uniforme e non uniforme, SQNR e RMS

Segnali: dithering, tipologie di dithering: random, ordered, error diffusion; algoritmo di Floyd-Steinberg, algoritmo di Jarvis

Segnali: Trasformate discrete, metodo di costruzione, trasformata di Haar, di Walsh/Hadamard e di Fourier

Segnali: Laboratorio in MATLAB sugli argomenti trattati

Video Digitale: Aspect Ratio; Risoluzione; Interlacciamento; Formati di trasmissione e registrazione analogici e digitali.

Video Digitale: Conversione Analogico-Digitale; Parte II – Errori di registrazione, artefatti e drop analogici e digitali più comuni; Parte III – Proiezioni fra spazio 3D e 2D, modello CAHV, laboratorio Matlab sulle proiezioni, introduzione ai motion field più comuni.

Video Digitale: Laboratorio Matlab: Confronto fra motion field ideali ed empirici, calcolo ed analisi visuale di motion field generici. Modelli di movimento della telecamera a 4-parametri e a 6-parametri. Criterio di stima del movimento: Displaced Frame Difference. Algoritmi di block matching: esaustivo e three-step search. Algoritmi di feature matching: FAST.

Video Digitale: Stabilizzazione. Sistemi di Stabilizzazione Digitale: algoritmi di filtraggio del movimento (Motion Vector Integration, Frame Position Smoothing e filtro Kalman); esempi di deformazione dell'immagine e di stabilizzazione cromatica. Laboratorio Matlab: rilevamento del movimento con sottrazione del background; esempio applicativo del filtro Kalman; esempio applicativo di stabilizzazione video tramite algoritmo FAST.

Video Digitale: Formati video MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, H.264. 3D Scan - tipologie di laser scanning (a triangolazione, a luce strutturata, a tempo di volo, tramite fotografie): hardware, metodi ed esempi. 

Seminari di Rust.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus

Nel modulo di laboratorio si riprenderanno i contenuti della parte teorica, fornendo degli strumenti pratici per poter implementare alcuni degli algoritmi noti.

I linguaggi di programmazione utilizzati saranno Python e Matlab.

ELABORAZIONE DELLE IMMAGINI DIGITALI, Terza Edizione, Rafael C. Gonzalez, Richard E. Woods, Ediz. Pearson, Prentice Hall

Audio e multimedia 3 ed., di Lombardo, Valle, Apogeo ISBN: 9788850327621

Video Processing and Communications, Wang, Osternmann, Zhang, Prentice Hall, Pearson Education, ISBN: 0-13-017547-1

Test a risposta multipla su contenuto del corso

 E' prevista una prova in itinere nel periodo di sospensione delle lezioni per prove in itinere previsto dal Corso di Laurea. Le date sono riportate su http://web.dmi.unict.it/corsi/lm-18/calendario-didattico

La prova è strutturata in modo che ad ogni studente sia attribuito un voto secondo il seguente schema:

Non approvato: lo studente non ha acquisito i concetti di base e non è in grado di rispondere ad almeno il 60% delle domande né di svolgere gli esercizi.

18-23: lo studente dimostra una padronanza minima dei concetti di base, le sue capacità  di collegamento dei contenuti sono modeste, riesce a risolvere semplici esercizi.

24-27:  lo studente dimostra una buona padronanza dei contenuti del corso, le sue capacità di collegamento dei contenuti sono buone,  risolve gli esercizi con pochi errori.

28-30 e lode: lo studente ha acquisito tutti i contenuti del corso ed è in grado di padroneggiarli compiutamente e di collegarli con spirito critico; risolve gli esercizi in modo completo e senza errori.

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

L'apprendimento dei contenuti di laboratorio verrà verificata svolgendo un progetto software concordato con il docente.

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

Domande:

• Dire a cosa sia dovuto l’acronimo “SECAM” dell’omonimo formato TV analogico, e descriverne brevemente il funzionamento.
• Che sistema di modulazione adotta SECAM? Ci sono differenze rispetto al sistema di modulazione adottato in NTSC e PAL?
• Quale spazio di colore è utilizzato nel formato TV analogico SECAM? Cosa rappresentano e come sono calcolati i 3 canali di tale spazio di colore?
• Quali sono i principali vantaggi e svantaggi del formato TV analogico SECAM?

I progetti software verteranno sugli argomenti del corso, per cui si potrebbe chiedere l'implementazione di:

• Algoritmi per il miglioramento della qualità di contenuti multimediali;
• Algoritmi per l'elaborazione di contenuti audio/immagini/video;
• Algoritmi per la codifica e compressione di informazioni multimediali;
• Algoritmi per l'estrazione di informazioni relative alla semantica dei contenuti multimediali;