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Costantino GRANA
Professore Ordinario
Dipartimento di Ingegneria "Enzo Ferrari"
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Insegnamento: Multimedia Data Processing
Ingegneria informatica (Offerta formativa 2023)
Obiettivi formativi
Fornire una comprensione specialistica su acquisizione, algoritmi e formati utilizzati nella gestione dei dati multimediali e competenze avanzate relative alle moderne soluzioni utilizzate nei calcolatori.
Prerequisiti
Conoscenze di base dell'architettura dei calcolatori. Approfondite competenze di programmazione.
Programma del corso
Programmazione: dal C al C++ (3 CFU)
- Compressione dati: teoria dell'informazione, entropia di Shannon, algoritmo di Huffman, run length encoding, packbits, LZ77, LZ78, LZW; (1 CFU)
- Percezione umana: caratteristiche generali dei sistemi visivi e uditivi dell'uomo; (0,5 CFU)
- Il colore e la sua rappresentazione: la luce, visione umana, fotometria, quantificare il colore, RGB, XYZ, Yxy, CIE L*a*b*, riproduzione del colore, monitor CRT, correzione gamma, spazi colore per la trasmissione, spazi colore per la grafica, quantizzazione, palette, median cut;(1 CFU)
- Acquisizione di immagini: CCD, CMOS, acquisizione del colore, telecamere, standard televisivi, segnale video analogico, interlacciamento; (0,5 CFU)
- Acquisizione audio: microfoni dinamici, microfoni a condensatore, direzionalità, specifiche tecniche, esempi; (0,5 CFU)
- Compressione JPEG: lo standard, lossless JPEG, baseline JPEG, trasformata DCT, quantizzazione, codifica dei coefficienti, gestione del colore; (0,5 CFU)
- Compressione video: concetti fondamentali, dalla sequenza di fotogrammi alla predizione, standard H.261, standard MPEG, accenni agli standard moderni. (1 CFU)
- Compressione audio: concetti fondamentali, percezione umana, la compressione AAC. (1 CFU)
Metodi didattici
Lezione in aula e programmazione al calcolatore in laboratorio.
Testi di riferimento
David Salomon, "A Concise Introduction to Data Compression", Springer
Verifica dell'apprendimento
L'esame si compone di due parti:
– Test quiz di 1 ora con domande di teoria e piccoli esercizi su tutti gli argomenti trattati nel corso
– Test di programmazione di 4 ore sull'implementazione in C++ di problemi su dati multimediali
Questi vengono valutati, se sufficienti, con un punteggio da 18 a 33.
La prova di teoria deve essere superata con una votazione di almeno 18 per accedere alla prova di programmazione.
Il calendario e le iscrizioni alle prove saranno consultabili su ESSE3.
Una volta superate le prove, il voto finale viene calcolato come media ponderata tra teoria (peso=1) e programmazione (peso=2). Tale voto sarà valido fino a febbraio dell'anno accademico successivo, ovvero l'inizio delle lezioni dell'anno successivo. Se il voto finale è pari o superiore a 31 si ottiene "30 e lode".
La prova teorica avrà 20 domande a scelta multipla con 4 possibili risposte. Esattamente una è corretta e tre sono sbagliate. Ogni risposta corretta dà 1,65 punti, ogni risposta sbagliata dà -0,55 punti, una risposta mancante dà 0 punti.
Il voto finale è arrotondato all'intero più vicino, 0,5 è arrotondato per eccesso.
Esempi di incarichi passati e vecchie prove di laboratorio sono disponibili sul sito del corso: olj.ing.unimore.it
Risultati attesi
Conoscenza e capacità di comprensione
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Tramite le lezioni in aula lo studente apprende le tecniche di gestione dei dati multimediali e dei relativi supporti architetturali e acquisisce la capacità di comprendere il contenuto dei documenti che descrivono standard per la codifica dell'informazione. Tramite le lezioni in laboratorio apprende la sintassi e l'uso del linguaggio C++.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
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Tramite le esercitazioni pratiche al computer, lo studente è in grado sia di applicare sia di modificare gli algoritmi di acquisizione e gestione dei dati multimediali.
Autonomia di giudizio
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La prova di laboratorio lascia completa libertà di scegliere la soluzione che più si ritiene idonea per rispondere ai requisiti del problema.
Capacità di apprendimento
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Le attività descritte consentono allo studente di acquisire gli strumenti metodologici per proseguire gli studi e per potere provvedere autonomamente al proprio aggiornamento.