Multimediální systémy [ KMI/MUSY ]
Předmět poskytuje základy problematiky digitálního obrazu, videa a audia, jejich komprese a distribuce po datové síti.
V předmětu jsou probírány reprezentace a formáty digitálního obrazu, videa a audia, jejich získávání, zpracování, komprese a distribuce po datové sítí a také tvorba DVD. Zmíněna je i problematika DRM. Obsahem cvičení je praktické zacházení s obrazem, videem a audiem od jejich získání, přes editaci a kompresi až po distribuci - studenti si zkusí vytvořit DVD a zprovoznit streamovací server.
Předpoklady: Základní znalosti problematiky počítačových sítí.
Zkouška
- požadované znalosti dány seznamem přednášek, přesněji odpřednášenou látkou a obsahem slajdů k přednáškám
- průběh ústním zodpovězením vylosovaných otázek s písemnou přípravou
Zápočet
- požadována aktivita na cvičeních a plnění zadaných úkolů
Materiály
Přednášky
- Úvod:
Historie, multimediální data a systémy, klasifikace.
slajdy - Získání obsahu:
Digitalizace analogového signálu (vzorkování a kvantizace), Fourierova transformace, vzorkovací věta (Sampling theorem), filtrace.
slajdy - Reprezentace a formáty, barvy:
Reprezentace a formáty obrazu, videa, audia a grafiky, problém barev, barevné prostory (modely).
slajdy - Zpracování obsahu (authoring):
Authoring a nástroje, tvorba DVD (DVD authoring).
slajdy - Komprese:
Základní pojmy z teorie informace, kódování a komprese, základní bezeztrátové kompresní metody.
slajdy - Základní ztrátové kompresní metody:
DPCM, transformační (DCT, DFT) a podpásmové (wavelet) kódování.
slajdy - Komprese obrazu:
Bezeztrátové (GIF, PNG, TIFF), JPEG, waveletová, fractálová, WebP.
slajdy - Komprese videa:
Bezeztrátové (M-JPEG, DV), predikce pohybu, MPEG/H.26*, VP*, Theora, AV1, kontejnery (MPEG, Ogg, WebM, AVI).
slajdy - Komprese audia:
Predikce (PCM), psychoakustika, syntetizace, MPEG (MP3, AAC), Dolby (AC-3), Vorbis, Speex, FLAC, MIDI.
slajdy - Komprese grafiky:
Reprezentace (polygonální sítě), topological surgery, progresivní sítě, waveletová komprese, MPEG.
slajdy - Distribuce: Streaming, webcasting, video on demand, Quality of Service, VOIP, internetová televize (IPTV).
- Digital Rights Management (watermark, šifrování)
Cvičení
- Interaktivita
- Získání audia a obrazu: Vzorkování, frekvenční doména, filtrace.
- Reprezentace obrazu a videa: Alfa kanál, antialising, prokládané/progresivní video.
- Barvy: Problém barev, kalibrace, chromaticita, barevné prostory.
- DVD authoring: Formáty videa a audia, tvorba menu, programování.
- Komprese obrazu a videa: JPEG, JPEG 2000. M-JPEG, MPEG-1/2/4, DivX/Xvid, bit rate a další parametry komprese videa (např. pro DVD).
- Komprese audia a grafiky: Aplituda, práh slyšitelnosti, maskování, MPEG-1 Layer 2/3, MPEG-2/4 AAC, AC-3, MIDI. Trojúhelníková síť, tological surgery, progresivní sítě.
Literatura
- Havaldar P., Medioni G.: Multimedia Systems: Algorithms, Standards, and Industry Practices. Course Technology, 2009. ISBN 978-1418835941
- Li Z.-N., Drew M. S., Liu J.: Fundamentals of Multimedia, 3rd ed. Springer, 2021. ISBN 978-3030621230
- Shi Y.-Q., Sun H.: Image and Video Compression for Multimedia Engineering: Fundamentals, Algorithms, and Standards, 3rd ed. CRC Press, 2019. ISBN 978-1138299597
- Costello V.: Multimedia Foundations: Core Concepts for Digital Design, 2nd Edition. Routledge, 2016
- Hwang J.-N.: Multimedia Networking: From Theory to Practice. Cambridge University Press, 2009. ISBN 978-0521882040
- Taylor J., Johnson M. R., Crawford Ch. G.: Velký průvodce DVD. Grada, 2007. ISBN 978-80-247-1721-0
- Savage T. M., Vogel K. E.: An Introduction to Digital Multimedia. Jones & Bartlett Publishers, 2008. ISBN 978-0763750527