‫אוניברסיטת חיפה‬ ‫החוג למדעי המחשב‬ ‫דחיסה וקידוד של אותות קול ותמונה – חורף תשע"א‬ ‫נמרוד פלג‬ ‫‪[email protected]‬‬ ‫טל‪( .‬בטכניון) ‪42-7472828‬‬ ‫מטרת הקורס‪:‬‬ ‫הכרה והבנה של שיטות ואלגוריתמים המשמשים לדחיסת מידע מסוג תמונה וקול‪.‬‬ ‫דרישות קדם‪:‬‬ ‫אלגברה לינארית א' ו‪-‬ב'‪ ,‬חשבון אינפיניטסימלי א' ו‪-‬ב'‬ ‫מומלץ‪ :‬עיבוד תמונה‬ ‫תאור הקורס‪:‬‬ ‫הקורס דן בקשת רחבה של שיטות לדחיסת תמונות‪ ,‬וידאו‪ ,‬דיבור וקול‪.‬‬ ‫דחיסת אותות מהסוגים הנזכרים נעשתה חשובה מאד בשנים האחרונות גם ל"צרכן הביתי" של‬ ‫מולטימדיה‪ ,‬בעקבות החיבור הנפוץ לאינטרנט ולאמצעי מולטימדיה ממוחשבים אחרים‪ ,‬כגון‬ ‫‪ ,DVD‬וידאו בטלפון סלולרי ועוד‪.‬‬ ‫למעשה‪ ,‬כל היישומים בהם מועבר מידע אודיו‪-‬וידאו מצריכים דחיסה ברמות שונות ובעקבות‬ ‫צורך זה נוצרה סדרה של תקנים בינלאומיים המותאמים לכל יישום‪.‬‬ ‫כ"כ‪ ,‬מיושמות טכניקות אלו ביישומים צבאיים‪ ,‬רפואיים ומסחריים אחרים בהם נדרש עיבוד‬ ‫אות בכלל (כולל דחיסה) ברמה גבוהה‪.‬‬ ‫תעשיית ההיי‪-‬טק בישראל היא מן המובילות בעולם בתחומים אלו‪ ,‬והדרישה בשוק למהנדסים‬ ‫ובוגרי מדעי המחשב המתמצאים בעיבוד קול ותמונה גבוהה מאד‪.‬‬ ‫בקורס ישולבו לימוד תאורטי ומעשי‪ ,‬תוך שימוש בתכנת ‪ MATLAB‬וסביבות עבודה ‪SPDemo‬‬ ‫ו – ‪ VCDemo‬הניתנות להורדה באתר המעבדה לעיבוד אותות ותמונות (בטכניון)‪:‬‬ ‫‪http://sipl.technion.ac.il‬‬ ‫משך הקורס‪ 24 :‬שעות סה"כ‪.‬‬ ‫ספרי הקורס‪:‬‬ ‫‪1. Techniques and Standards for Image, Video, and Audio Coding / K.R.Rao,‬‬ ‫‪J.Hwang / Prentice-Hall‬‬ ‫‪2. Image and Video Compression Standards : Algorithms and Architectures‬‬ ‫‪/Vasudev Bhaskaran, Konstantinos Konstantinides / Kluwer Academic Pub‬‬ ‫‪3. Video Codec Design, I.E.G Richardson / Wiley Pub.‬‬ ‫כ"כ מומלצים‪:‬‬ ‫‪Introduction to Wavelets and Wavelet Transforms. A Primer / C. Sidney‬‬ ‫‪Burrus, Ramesh A. Gopinath, Haitao Guo / Prentice Hall‬‬ ‫‪Video Demystified, A Handbook for the Digital Engineer. / Keith Jack /‬‬ ‫‪LLH Technology Publishing‬‬ ‫‪Introduction to Data Compression, Khalid Sayood, Morgan-Kaufmann Pub.‬‬ ‫‪Video Codec Design - Developing Image and Video Compression Systems, I.‬‬ ‫‪Richardson, Wiley 2002‬‬ ‫‪Digital Processing of Speech Signal,‬‬ ‫‪L.R Rabiner, R.W. Schafer / Prentice-Hall‬‬ ‫‪Speech Coding Algorithms,‬‬ ‫‪Wai C. Chu, Wiley‬‬ ‫במהלך הקורס יינתן חומר קריאה ספציפי‪.‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫מבנה ההרצאות‪:‬‬ ‫ההרצאות יינתנו במצגת ‪ ,Power-Point‬ונמצאות באתר הקורס כקבצי ‪.pdf‬‬ ‫כל סטודנט יכול להדפיס את השקפים לפני כל הרצאה (מהאתר)‪.‬‬ ‫כ"כ יינתנו באתר חומרי קריאה‪ ,‬תרגילים וכדומה‪.‬‬ ‫פרוט נושאי הקורס בדף האחרון בקובץ זה‪.‬‬ ‫תרגילי בית‪:‬‬ ‫במהלך הקורס יינתנו מספר תרגילי בית‪ ,‬חלקם חובה וחלקם רשות‪ .‬תרגילי הבית‬ ‫יוגשו בבודדים או בזוגות (ולא יותר מזוג) בהתאם להנחיות לגבי כל תרגיל‪.‬‬ ‫קביעת הציון‪:‬‬ ‫‪ 08%‬בחינה סופית‬ ‫‪ 08%‬תרגילי בית‬ ‫כאשר ציון הבחינה הסופית נמוך מ‪ ,08 -‬הציון הסופי יהיה שווה לציון הבחינה‪.‬‬ ‫יש להירשם לרשימת קשר ע"י משלוח דוא"ל‬ ‫(לכתובת‪ )[email protected] :‬עם כותרת‪:‬‬ ‫‪compression course 2010‬‬ ‫סטודנטים לתואר שני מתבקשים לציין זאת‬ ‫ע"י תוספת המילה‪( Graduate :‬אין למלא תוכן בגוף הדוא"ל !)‬ ‫סילבוס‪( :‬כל שקפי ההרצאות נמצאים באתר‪)http://cs.haifa.ac.il/~nimrod :‬‬ ‫‪ .1‬דחיסת דיבור וקול‪:‬‬ ‫ דיבור וקול‪ :‬הכרת מערכת הדיבור ומערכת השמיעה‬‫ מקודדי דיבור‬‫ מקודדי צורת גל‬‫ ‪ :Vocoders‬מקודד מבוסס מודל ‪LPC‬‬‫‬‫‪ .0‬מבוא לתמונות‪ ,‬עיבוד תמונות ודחיסת תמונה‬ ‫ עקרונות (כולל הכרת מערכת הראיה וראיית צבע)‬‫ התמרת ‪ DCT‬ורקע מתמטי נדרש להכרת מרחב התדר‬‫ תקן דחיסת תמונות ‪JPEG‬‬‫ קידוד ללא עוות‬‫ דוגמאות מימוש (כולל חמרה) ושיפורים אפשריים‬‫ שיטות נוספות‪ ,‬כולל (חלק מהנושאים הבאים‪ ,‬בתלות בזמן(‬‫ דחיסת ‪(G.3/4, JBIG) FAX‬‬‫ דחיסת לפי פירמידה לפלסיאנית‬‫ שיטות מורפולוגיות‬‫ שיטות מבוססות פרקטלים‬‫ שיטות מבוססות גלונים )‪(Wavelets‬‬‫‪ .3‬דחיסת וידאו‬ ‫ עקרונות וידאו אנלוגי ודיגיטלי‬‫ שיטות לדחיסת תמונות רצף‬‫ תמונות ‪Inter / Intra‬‬‫ שיערות וקיזוז תנועה‬‫ שיטות לשיערוך תנועה וקריטריוני החלטה‬‫ תקנים לדחיסת תמונות רצף‬‫ דחיסה למטרת שיחת‪-‬חוזי )‪H.261 : (Video Cnference‬‬‫ דחיסה למטרת טלפון‪-‬חוזי )‪H.263 : (Video Phone‬‬‫ דחיסה למטרת אחסון ב‪MPEG-1 : CD-ROM -‬‬‫ דחיסה למטרת שידור )‪MPEG-2 :(Broadcasting‬‬‫ שיטות לתיקון שגיאות בוידאו דחוס‬‫ שיטות לעיבוד תמונה ווידאו במישור הדחיסה‬‫ דחיסה מבוססת אוביקטים‪MPEG-4 :‬‬‫‪ -‬דחיסת וידאו מתקדמת‪MPEG-4 AVC / H.264 :‬‬ ‫‪3‬ש'‬ ‫‪3‬ש'‬ ‫‪3‬ש'‬ ‫‪4‬ש'‬ ‫‪4‬ש'‬ ‫‪2‬ש'‬ ‫‪4‬ש'‬ ‫‪4‬ש'‬ ‫‪2‬ש'‬ ‫‪3‬ש'‬ ‫‪4‬ש'‬ ‫‪4‬ש'‬ ‫‪2‬ש'‬ ‫‪4‬ש'‬ ‫‪4‬ש'‬ ‫‪4‬ש'‬ ‫‪3‬ש'‬ ‫הנושאים והזמנים ניתנים לשינוי בהתאם להתקדמות מהלך הקורס‬