elaborazione di segnali multimediali

ELABORAZIONE DI SEGNALI MULTIMEDIALI
Docente L.Verdoliva
Il corso di Elaborazione di Segnali Multimediali si occupa di fornire i concetti base per l’elaborazione di immagini
digitali e presentare le principali tecniche per la codifica di immagini fisse e sequenze video, con particolare attenzione
agli standard più comuni. Oltre a fornire gli strumenti matematici e concettuali per trattare analiticamente questi
argomenti, il corso si propone di dare le conoscenze necessarie per sviluppare in matlab i principali algoritmi per
l’elaborazione delle immagini. In particolare, per ogni argomento trattato vengono sviluppate le relative esercitazioni al
calcolatore allo scopo di avere una comprensione più profonda degli argomenti. Gli strumenti presenti nel corso si
basano sulla teoria dei segnali, che costituisce requisito essenziale per la comprensione della materia.
PROGRAMMA DEL CORSO – 6 CFU (a.a. 2012/13)
ENHANCEMENT DI IMMAGINI [GW, cap.3-4] [B, cap.2.1] [ESM]
Enhancement nel dominio spaziale. Trasformazioni basilari dell’intensità: operazioni puntuali lineari e non lineari.
Equalizzazione dell’istogramma. Bit-plane slicing. Operazioni aritmetiche. Operazioni aritmetiche. Operazioni
geometriche. Basi del filtraggio spaziale. Filtri di smoothing e di sharpening. Filtro mediano. Operazioni morfologiche.
Enhancement nel dominio frequenziale. DFT bidimensionale. Esempi di filtro passa-basso e passa-alto. Filtraggio in
frequenza: filtri ideali, filtri di Butterworth e filtri gaussiani.
RAPPRESENTAZIONE DEL COLORE [GW, cap.6][ESM]
Cenni sul sistema visivo umano. Coni e bastoncelli. Sensibilità relativa dei coni di tipo S, M e L. Teoria tricromatica dei
colori. Color matching. Gli spazi di colore (RGB, HSI). Pigmenti: colorazione sottrattiva, sistemi di stampa CMY,
CMYK (quadricromia).
SEGMENTAZIONE [GW, cap.10][ESM]
Tecniche edge-based. Point detection e line detection. Gradienti di Roberts, Prewitt e Sobel. Thresholding del gradiente.
Zero-crossing del Laplaciano. Canny edge detector. Tecniche class-based. K-means.
COMPRESSIONE DI IMMAGINI [S, cap.12] [ESM]
Codifica di sorgente. Generalità sulla compressione dati. La quantizzazione. Quantizzazione uniforme e non uniforme.
Codifica predittiva. Schema del codificatore e decodificatore. Quantizzazione predittiva. Codifica mediante trasformata.
Compattazione dell'energia e allocazione ottima delle risorse. Le trasformate lineari. Trasformata di Karhunen-Loéve e
sue proprietà. Trasformata coseno discreta. Lo standard JPEG.
CODIFICA VIDEO [B, cap.6.1] [ESM]
Generalità sul segnale video. Compressione spaziale e temporale. Conditional replenishment e compensazione del
movimento. Il codificatore ibrido. Cenni allo standard MPEG-1 e MPEG-2. La scalabilità.
ARGOMENTI AGGIUNTIVI – 9 CFU (a.a. 2012/13)
COMPATTAZIONE [ESM]
Concetto di Entropia. Entropia del I e II ordine. Entropia condizionale. Tasso entropico. Modello di Markov del I
ordine. Compattazione dati. Proprietà dei codici (non singolarità, univoca decifrabilità, istantaneità). Disuguaglianza di
Kraft. I Teorema di Shannon. Codifica di Huffman. Codifica aritmetica.
TRASFORMATA WAVELET [S, cap.14][B, cap.5.4] [ESM]
Localizzazione tempo-frequenza. Wavelet continua (CWT). Mother Wavelet, serie wavelet. Analisi multirisoluzione,
funzione di scaling, legame con le wavelet. Equazioni MRA. Estensione al caso bidimensionale. Implementazione della
trasformata wavelet discreta (DWT). Banco di filtri di analisi e sintesi. Codifica mediante Wavelet. Algoritmo EZW.
TESTI DI RIFERIMENTO
[GW]
[B]
[S]
[ESM]
R.C.Gonzalez, R.E.Woods: “Digital image processing”, 3nd edition, Prentice Hall, 2008.
A.Bovik: “The essential guide to image processing”, Academic Press, 2009.
K.Sayood: “Introduction to data compression”, 2nd edition, Morgan Kaufmann, 2000.
Appunti del corso di Elaborazione di Segnali Multimediali: http://wpage.unina.it/verdoliv/esm/