Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Elektryczny - Elektrotechnika (N1)

Sylabus przedmiotu Przetwarzanie obrazów i techniki multimedialne:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Elektrotechnika
Forma studiów studia niestacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów nauk technicznych, studiów inżynierskich
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Przetwarzanie obrazów i techniki multimedialne
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Katedra Przetwarzania Sygnałów i Inżynierii Multimedialnej
Nauczyciel odpowiedzialny Krzysztof Okarma <Krzysztof.Okarma@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Eugeniusz Kornatowski <Eugeniusz.Kornatowski@zut.edu.pl>, Robert Krupiński <Robert.Krupinski@zut.edu.pl>, Przemysław Mazurek <Przemyslaw.Mazurek@zut.edu.pl>, Mateusz Tecław <Mateusz.Teclaw@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 4,0 ECTS (formy) 4,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny 3 Grupa obieralna 3

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW5 15 2,00,62zaliczenie
laboratoriaL5 21 2,00,38zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Matematyka, znajomość podstawowych działań na macierzach.

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Ukształtowanie umiejętności implementacji prostych algorytmów przetwarzania obrazów w wybranym środowisku
C-2Zapoznanie studentów z technikami komputerowej analizy i przetwarzania obrazów.
C-3Ukształtowanie umiejętności pozyskania informacji z obrazu cyfrowego w zależności od potrzeb.
C-4Zapoznanie z metodami opisu, konwersji, kompresji i transmisji danych multimedialnych w systemach komputerowych i w dedykowanych urządzeniach powszechnego użytku.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Operacje arytmetyczne, logiczne i geometryczne na obrazie, zniekształcanie obrazów2
T-L-2Liniowa filtracja obrazów2
T-L-3Nieliniowa filtracja obrazów2
T-L-4Przetwarzanie obrazów kolorowych - filtracja, kompresja, redukcja liczby kolorów2
T-L-5Ocena jakości obrazów.2
T-L-6Implementacja komputerowa podstawowych algorytmów analizy obrazu w wybranym środowisku.3
T-L-7Badanie podstawowych parametrów sygnałów audio o zróżnicowanym charakterze.2
T-L-8Wpływ rozdzielczości bitowej i częstotliwości próbkowania na subiektywną jakość zarejestrowanego dźwięku.1
T-L-9Dekodowanie informacji przestrzennej z nagrań stereofonicznych.1
T-L-10Realizacja algorytmów przetwarzania obrazu ruchomego w czasie rzeczywistym.2
T-L-11Montaż obrazu i ścieżki dźwiękowej z wykorzystaniem specjalizowanej konsoli.2
21
wykłady
T-W-1Obraz cyfrowy – klasy, reprezentacja, przekształcenia obrazów. Operacje arytmetyczne i logiczne na obrazach cyfrowych. Przekształcenia geometryczne, zapis macierzowy. Zniekształcanie obrazów cyfrowych. Przekształcenie afiniczne, odwzorowanie dwuliniowe, morphing.2
T-W-2Lokalna obróbka oraz filtracja obrazów (pojęcie maski filtru, filtry dolnoprzepustowe, górnoprzepustowe, krawędziowe, konturowe, medianowe). Metody częstotliwościowe przetwarzania obrazu (pojęcie dwuwymiarowej transformacji Fouriera, widmo obrazu cyfrowego, filtracja w dziedzinie częstotliwości).1
T-W-3Techniki przetwarzania obrazów kolorowych1
T-W-4Modele barw. Metody redukcji liczby barw.1
T-W-5Metody oceny jakości obrazów.1
T-W-6Podstawowe metody analizy obrazów2
T-W-7Podstawowe technologie kompresji obrazu i dźwięku.1
T-W-8Standardy próbkowania fonii i wizji. Formaty plików. Kodowanie protekcyjne i kanałowe. Percepcja dźwięku i obrazu: anatomia i fizjologia wzroku i słuchu. Definicja multimediów, rozwój mediów elektronicznych a sprzęt multimedialny powszechnego użytku. Analiza sygnałów analogowych i cyfrowych, podstawowe narzędzia matematyczne.1
T-W-9Charakterystyka podstawowych elementów współczesnego systemu multimedialnego na przykładzie rozwiązań sprzętowych wybranych producentów. Technologie reprodukcji i akwizycji obrazu: rozwiązania sprzętowe. Metody wyświetlania obrazu: technologie systemów wizualizujących.1
T-W-10Metody wyświetlania obrazu: technologie systemów wizualizujących. Akwizycja obrazu: obiektywy, kamery, aparaty cyfrowe. Przegląd konstrukcji mikrofonów i technik mikrofonowych: systemy stereofoniczne i wielokanałowe. Systemy lokalizacji źródła dźwięku.1
T-W-11Montaż dźwięku i obrazu: montaż analogowy, cyfrowy, montaż destrukcyjny i niedestrukcyjny; montaż liniowy i nieliniowy. Rejestracja danych multimedialnych: zapis magnetyczny, optyczny i manetooptyczny. Formaty rejestracji dźwięku i obrazu: parametry formatów SD i HD, authoring płyt CD/DVD/BD. Rozwiązania sprzętowo programowe współczesnego studia produkcji treści audiowizualnych.1
T-W-12Systemy elektroakustyczne: budowa, zasady projektowania, tendencje rozwojowe. Wielokanałowe systemy odtwarzania dzwięku: dzwiek „surround”, ambiofonia, ambisonia.1
T-W-13Dystrybucja treści multimedialnych. Emisja rozsiewcza, strumieniowanie, multicast, transmisja i model komunikacji P2P, redystrybucja przekazu satelitarnego.1
15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach21
A-L-2Samodzielne wykonywanie zadań (zadania domowe, opracowanie wyników, dokończenie zadań)25
A-L-3Przygotowanie do zajęć laboratoryjnych.14
60
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-W-2Uzupełnienie wiedzy z literatury.26
A-W-3Przygotowanie do zaliczenia.15
A-W-4Konsultacje z wykładowcą.4
60

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1podająca - wykład informacyjny
M-2programowana - z użyciem komputera
M-3praktyczna - ćwiczenia laboratoryjne
M-4Wykład problemowy.
M-5Ćwiczenia laboratoryjne z wykorzystaniem m.in. specjalistycznego oprogramowania i sprzętu do postprocessingu audio i video.

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Na podstawie oceny wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych
S-2Ocena podsumowująca: Na podstawie zaliczenia pisemnego wykładów

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
EL_1A_C22.3.3_W01
Ma podstawową wiedzę dotyczącą metod przetwarzania i analizy obrazów oraz technik multimedialnych
EL_1A_W24T1A_W02C-2, C-4T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-W-10, T-W-11, T-W-12, T-W-13, T-W-6M-1, M-2, M-4S-2

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
EL_1A_C22.3.3_U01
potrafi wykorzystać znane technologie multimedialne oraz zaimplementować proste algorytmy przetwarzania i analizy obrazów w wybranym środowisku
EL_1A_U22T1A_U09, T1A_U10InzA_U02, InzA_U03C-1, C-3T-L-2, T-L-1, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-6, T-L-7, T-L-8, T-L-9, T-L-10, T-L-11M-2, M-3, M-5S-1

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
EL_1A_C22.3.3_W01
Ma podstawową wiedzę dotyczącą metod przetwarzania i analizy obrazów oraz technik multimedialnych
2,0
3,0Ma podstawową wiedzę dotyczącą metod przetwarzania i analizy obrazów oraz technik multimedialnych
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
EL_1A_C22.3.3_U01
potrafi wykorzystać znane technologie multimedialne oraz zaimplementować proste algorytmy przetwarzania i analizy obrazów w wybranym środowisku
2,0
3,0potrafi wykorzystać znane technologie multimedialne oraz zaimplementować proste algorytmy przetwarzania i analizy obrazów w wybranym środowisku
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

  1. Tadeusiewicz R., Korohoda P., Komputerowa analiza i przetwarzanie obrazów., Wydawnictwo FPT., Kraków, 1997
  2. Czyżewski A., Dźwięk cyfrowy, EXIT, Warszawa, 1998
  3. Przelaskowski A., Kompresja danych: podstawy, metody bezstratne, kodery obrazów, Wydawnictwo BTC, Warszawa, 2005
  4. Pratt W., Digital Image Processing, John Wiley & Sons, Nowy Jork, 2001, 3
  5. Skarbek W., Multimedia. Algorytmy i standardy kompresji, PLJ, Warszawa, 1998

Literatura dodatkowa

  1. Tomborski T., Przetwarzanie informacji. Przetwarzanie dźwięku. Przetwarzanie strumieniowe, Helion, Warszawa, 2006
  2. Nasiłowski D., Jakościowe aspekty kompresji obrazu i dźwięku, MIKOM, Warszawa, 2007
  3. Yun Q. Shi, Huifang Sun, Image and Video Compression for Multimedia Engineering - Fundamentals, Algorithms and Standards, CRC Press, 2000
  4. Dobrucki A., Przetworniki elektroakustyczne, WNT, Warszawa, 2007
  5. Krajewski J., Głośniki i zestawy głośnikowe, WKŁ, Warszawa, 2003

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Operacje arytmetyczne, logiczne i geometryczne na obrazie, zniekształcanie obrazów2
T-L-2Liniowa filtracja obrazów2
T-L-3Nieliniowa filtracja obrazów2
T-L-4Przetwarzanie obrazów kolorowych - filtracja, kompresja, redukcja liczby kolorów2
T-L-5Ocena jakości obrazów.2
T-L-6Implementacja komputerowa podstawowych algorytmów analizy obrazu w wybranym środowisku.3
T-L-7Badanie podstawowych parametrów sygnałów audio o zróżnicowanym charakterze.2
T-L-8Wpływ rozdzielczości bitowej i częstotliwości próbkowania na subiektywną jakość zarejestrowanego dźwięku.1
T-L-9Dekodowanie informacji przestrzennej z nagrań stereofonicznych.1
T-L-10Realizacja algorytmów przetwarzania obrazu ruchomego w czasie rzeczywistym.2
T-L-11Montaż obrazu i ścieżki dźwiękowej z wykorzystaniem specjalizowanej konsoli.2
21

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Obraz cyfrowy – klasy, reprezentacja, przekształcenia obrazów. Operacje arytmetyczne i logiczne na obrazach cyfrowych. Przekształcenia geometryczne, zapis macierzowy. Zniekształcanie obrazów cyfrowych. Przekształcenie afiniczne, odwzorowanie dwuliniowe, morphing.2
T-W-2Lokalna obróbka oraz filtracja obrazów (pojęcie maski filtru, filtry dolnoprzepustowe, górnoprzepustowe, krawędziowe, konturowe, medianowe). Metody częstotliwościowe przetwarzania obrazu (pojęcie dwuwymiarowej transformacji Fouriera, widmo obrazu cyfrowego, filtracja w dziedzinie częstotliwości).1
T-W-3Techniki przetwarzania obrazów kolorowych1
T-W-4Modele barw. Metody redukcji liczby barw.1
T-W-5Metody oceny jakości obrazów.1
T-W-6Podstawowe metody analizy obrazów2
T-W-7Podstawowe technologie kompresji obrazu i dźwięku.1
T-W-8Standardy próbkowania fonii i wizji. Formaty plików. Kodowanie protekcyjne i kanałowe. Percepcja dźwięku i obrazu: anatomia i fizjologia wzroku i słuchu. Definicja multimediów, rozwój mediów elektronicznych a sprzęt multimedialny powszechnego użytku. Analiza sygnałów analogowych i cyfrowych, podstawowe narzędzia matematyczne.1
T-W-9Charakterystyka podstawowych elementów współczesnego systemu multimedialnego na przykładzie rozwiązań sprzętowych wybranych producentów. Technologie reprodukcji i akwizycji obrazu: rozwiązania sprzętowe. Metody wyświetlania obrazu: technologie systemów wizualizujących.1
T-W-10Metody wyświetlania obrazu: technologie systemów wizualizujących. Akwizycja obrazu: obiektywy, kamery, aparaty cyfrowe. Przegląd konstrukcji mikrofonów i technik mikrofonowych: systemy stereofoniczne i wielokanałowe. Systemy lokalizacji źródła dźwięku.1
T-W-11Montaż dźwięku i obrazu: montaż analogowy, cyfrowy, montaż destrukcyjny i niedestrukcyjny; montaż liniowy i nieliniowy. Rejestracja danych multimedialnych: zapis magnetyczny, optyczny i manetooptyczny. Formaty rejestracji dźwięku i obrazu: parametry formatów SD i HD, authoring płyt CD/DVD/BD. Rozwiązania sprzętowo programowe współczesnego studia produkcji treści audiowizualnych.1
T-W-12Systemy elektroakustyczne: budowa, zasady projektowania, tendencje rozwojowe. Wielokanałowe systemy odtwarzania dzwięku: dzwiek „surround”, ambiofonia, ambisonia.1
T-W-13Dystrybucja treści multimedialnych. Emisja rozsiewcza, strumieniowanie, multicast, transmisja i model komunikacji P2P, redystrybucja przekazu satelitarnego.1
15

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach21
A-L-2Samodzielne wykonywanie zadań (zadania domowe, opracowanie wyników, dokończenie zadań)25
A-L-3Przygotowanie do zajęć laboratoryjnych.14
60
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-W-2Uzupełnienie wiedzy z literatury.26
A-W-3Przygotowanie do zaliczenia.15
A-W-4Konsultacje z wykładowcą.4
60
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaEL_1A_C22.3.3_W01Ma podstawową wiedzę dotyczącą metod przetwarzania i analizy obrazów oraz technik multimedialnych
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówEL_1A_W24Ma podstawową wiedzę związaną z wybranymi zagadnieniami z pokrewnych kierunków studiów
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT1A_W02ma podstawową wiedzę w zakresie kierunków studiów powiązanych ze studiowanym kierunkiem studiów
Cel przedmiotuC-2Zapoznanie studentów z technikami komputerowej analizy i przetwarzania obrazów.
C-4Zapoznanie z metodami opisu, konwersji, kompresji i transmisji danych multimedialnych w systemach komputerowych i w dedykowanych urządzeniach powszechnego użytku.
Treści programoweT-W-1Obraz cyfrowy – klasy, reprezentacja, przekształcenia obrazów. Operacje arytmetyczne i logiczne na obrazach cyfrowych. Przekształcenia geometryczne, zapis macierzowy. Zniekształcanie obrazów cyfrowych. Przekształcenie afiniczne, odwzorowanie dwuliniowe, morphing.
T-W-2Lokalna obróbka oraz filtracja obrazów (pojęcie maski filtru, filtry dolnoprzepustowe, górnoprzepustowe, krawędziowe, konturowe, medianowe). Metody częstotliwościowe przetwarzania obrazu (pojęcie dwuwymiarowej transformacji Fouriera, widmo obrazu cyfrowego, filtracja w dziedzinie częstotliwości).
T-W-3Techniki przetwarzania obrazów kolorowych
T-W-4Modele barw. Metody redukcji liczby barw.
T-W-5Metody oceny jakości obrazów.
T-W-7Podstawowe technologie kompresji obrazu i dźwięku.
T-W-8Standardy próbkowania fonii i wizji. Formaty plików. Kodowanie protekcyjne i kanałowe. Percepcja dźwięku i obrazu: anatomia i fizjologia wzroku i słuchu. Definicja multimediów, rozwój mediów elektronicznych a sprzęt multimedialny powszechnego użytku. Analiza sygnałów analogowych i cyfrowych, podstawowe narzędzia matematyczne.
T-W-9Charakterystyka podstawowych elementów współczesnego systemu multimedialnego na przykładzie rozwiązań sprzętowych wybranych producentów. Technologie reprodukcji i akwizycji obrazu: rozwiązania sprzętowe. Metody wyświetlania obrazu: technologie systemów wizualizujących.
T-W-10Metody wyświetlania obrazu: technologie systemów wizualizujących. Akwizycja obrazu: obiektywy, kamery, aparaty cyfrowe. Przegląd konstrukcji mikrofonów i technik mikrofonowych: systemy stereofoniczne i wielokanałowe. Systemy lokalizacji źródła dźwięku.
T-W-11Montaż dźwięku i obrazu: montaż analogowy, cyfrowy, montaż destrukcyjny i niedestrukcyjny; montaż liniowy i nieliniowy. Rejestracja danych multimedialnych: zapis magnetyczny, optyczny i manetooptyczny. Formaty rejestracji dźwięku i obrazu: parametry formatów SD i HD, authoring płyt CD/DVD/BD. Rozwiązania sprzętowo programowe współczesnego studia produkcji treści audiowizualnych.
T-W-12Systemy elektroakustyczne: budowa, zasady projektowania, tendencje rozwojowe. Wielokanałowe systemy odtwarzania dzwięku: dzwiek „surround”, ambiofonia, ambisonia.
T-W-13Dystrybucja treści multimedialnych. Emisja rozsiewcza, strumieniowanie, multicast, transmisja i model komunikacji P2P, redystrybucja przekazu satelitarnego.
T-W-6Podstawowe metody analizy obrazów
Metody nauczaniaM-1podająca - wykład informacyjny
M-2programowana - z użyciem komputera
M-4Wykład problemowy.
Sposób ocenyS-2Ocena podsumowująca: Na podstawie zaliczenia pisemnego wykładów
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Ma podstawową wiedzę dotyczącą metod przetwarzania i analizy obrazów oraz technik multimedialnych
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaEL_1A_C22.3.3_U01potrafi wykorzystać znane technologie multimedialne oraz zaimplementować proste algorytmy przetwarzania i analizy obrazów w wybranym środowisku
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówEL_1A_U22Ma umiejętności pozwalające na realizację wybranych zadań z kierunków studiów powiązanych z elektrotechniką
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT1A_U09potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich metody analityczne, symulacyjne oraz eksperymentalne
T1A_U10potrafi - przy formułowaniu i rozwiązywaniu zadań inżynierskich - dostrzegać ich aspekty systemowe i pozatechniczne
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraInzA_U02potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich metody analityczne, symulacyjne oraz eksperymentalne
InzA_U03potrafi - przy formułowaniu i rozwiązywaniu zadań inżynierskich - dostrzegać ich aspekty systemowe i pozatechniczne
Cel przedmiotuC-1Ukształtowanie umiejętności implementacji prostych algorytmów przetwarzania obrazów w wybranym środowisku
C-3Ukształtowanie umiejętności pozyskania informacji z obrazu cyfrowego w zależności od potrzeb.
Treści programoweT-L-2Liniowa filtracja obrazów
T-L-1Operacje arytmetyczne, logiczne i geometryczne na obrazie, zniekształcanie obrazów
T-L-3Nieliniowa filtracja obrazów
T-L-4Przetwarzanie obrazów kolorowych - filtracja, kompresja, redukcja liczby kolorów
T-L-5Ocena jakości obrazów.
T-L-6Implementacja komputerowa podstawowych algorytmów analizy obrazu w wybranym środowisku.
T-L-7Badanie podstawowych parametrów sygnałów audio o zróżnicowanym charakterze.
T-L-8Wpływ rozdzielczości bitowej i częstotliwości próbkowania na subiektywną jakość zarejestrowanego dźwięku.
T-L-9Dekodowanie informacji przestrzennej z nagrań stereofonicznych.
T-L-10Realizacja algorytmów przetwarzania obrazu ruchomego w czasie rzeczywistym.
T-L-11Montaż obrazu i ścieżki dźwiękowej z wykorzystaniem specjalizowanej konsoli.
Metody nauczaniaM-2programowana - z użyciem komputera
M-3praktyczna - ćwiczenia laboratoryjne
M-5Ćwiczenia laboratoryjne z wykorzystaniem m.in. specjalistycznego oprogramowania i sprzętu do postprocessingu audio i video.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Na podstawie oceny wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0potrafi wykorzystać znane technologie multimedialne oraz zaimplementować proste algorytmy przetwarzania i analizy obrazów w wybranym środowisku
3,5
4,0
4,5
5,0