О курсе

Лектор: Дмитрий Сергеевич Ватолин

Осень 2013
Ауд.: 579
Время: Среда, 14:35 (с 23.10.2013)

Новый сайт курсов (в процессе наполнения) - http://courses.graphics.cs.msu.ru

"Методы обработки и сжатия медиаданных" - математический спецкурс, читающийся Видео группой Лаборатории компьютерной графики ВМиК МГУ и ориентированный на 2 курс. В курсе дается обзор основных понятий и принципов сжатия данных, музыки (1D), изображений(2D) и видео (3D) и обработки видео, с использованием современных примеров.

Задача курса: Получить представление об алгоритмах обработки и сжатия данных и научиться самостоятельно создавать алгоритмы (выполнение заданий).

Подпишитесь на рассылку курса `Методы обработки и сжатия видео` ВМиК МГУ
Электронная почта:
Перейти на страницу рассылки

Программа курса

Курс состоит из двух полугодовых спецкурсов:

  • "Методы обработки и сжатия изображений" (осенний семестр)
    Тематика лекций:
    • Алгоритмы сжатия данных без потерь
      • Введение в сжатие без потерь
      • Алгоритм Хаффмана
      • Алгоритм арифметического сжатия
      • Введение в контекстное моделирование
    • Алгоритмы сжатия изображений
      • Виды изображений (векторные, палитровые, в градациях серого и т.д.), цветовые пространства
      • Алгоритм RLE (PCX, TGA, BMP)
      • Алгоритм LZW (GIF)
      • Введение в сжатие с потерями, проблемы разных подходов к оценке качества (величины потерь)
      • Алгоритм фрактального сжатия (широко не используется, но необычайно красивый алгоритм)
      • Алгоритм, лежащий в основе JPEG
      • Алгоритм, лежащий в основе JPEG-2000
      • Алгоритмы сжатия текстур (максимизация качества при фиксированном коэффициенте сжатия, S3TC, FXT1, CD, CTF-8, CTF-12)
    • Введение в сжатие звука (обычно читается в первом семестре)
      • Введение в представление и анализ звука
      • Основные принципы сжатия звука с потерями, проблемы оценки качества звука
      • Алгоритмы rate control, CRB, ABR, VBR
      • Алгоритм, лежащий в основе MP3 (MPEG-1/2 Audio Layer III)
      • Алгоритм, лежащий в основе AAC (MPEG-4 Advanced Audio Coding)
    • Дополнительные лекции (читаются при наличии времени):
      • Методы интерполяции байеровских паттернов (методы обработки данных матрицы камеры при построении изображения, специфика т.н. "физического разрешения" или сколько на самом деле мегапикселей в камере)
      • Введение в вейвлеты (виды вейвлет-разложений, основы вейвлет-анализа)


  • "Методы обработки и сжатия видео" (весенный семестр)
    • Введение в сжатие видео
      • Методы представления видеоданных
      • Подходы к сжатию видео с потерями и проблемы методов оценки качества видео
      • Принципы построения простого видеокодека
      • Компенсация движения - базовый алгоритм сжатия и обработки видео
      • Принципы построения сложного видеокодека
      • Введение в rate control
    • Ускорение алгоритмов на практике
      Одна из заметных проблем алгоритмов обработки и сжатия видео - ресурсоемкость. Рассказывается, какими методами можно на порядок и более поднять скорость работы многих простых алгоритмов.
      • Использование GPGPU (переноса части вычислений на GPU), использование NVIDIA CUDA
        Принципы написания программ, подходы к эффективной отладке и программные средства для этого.
        Лекции читает сотрудник компании NVIDIA
      • Использование возможностей CPU (MMX/SSE, многопоточная обработка, Intel Performance Primitives)
        Лекции читает сотрудник компании Intel
    • Введение в обработку видео
      • Denoising - обзор простых методов шумоподавления, принципы сложных методов
      • Deblocking - методы подавления блочности видео 
      • Введение в методы:
        • Deinterlacing - перевод в прогрессивную развертку
        • FRC - качественное изменение временного разрешения
        • Video Steganography (незаметное сохранение информации в видео) 
        • Deshaking - устранение дрожжания ("нетвердая рука оператора")
        • Deflicking - устранение мерцания яркости
        • Video restoration (удаление логотипов, субтитров, объектов)
        • SuperResolution - качественное увеличение разрешения с использованием нескольких кадров
        • Deblurring - устранение размытия
        • и другие методы
    • Дополнительные лекции по видео (читаются при наличии времени):
      • Устройство MPEG-2
      • Устройство MPEG-4
      • Устройство H.264
      • VirtualDub - основные моменты по использованию
      • AviSynth - введение в использование


    Практикум и экзамен

    Лекции по курсу сопровождаются практическими заданиями. В курсе используется балловая система оценок. За выполнение каждого задания практикума студент получает оценку в баллах в зависимости от сложности задания и степени выполнения требований. Полученные баллы суммируются и формируют итоговую оценку. Курс можно сдать как два полугодовых.

    Если вы сдаете только второй семестр как полугодовой курс, то в зачет по нему идут только задания второго семестра курса.

    Рассылка курса

    Рассылка курса (можно задать вопрос, посмотреть ответы на старые вопросы) доступна по адресу:
    http://groups.google.com/group/video_processing_course

© Лаборатория компьютерной графики при ВМиК МГУ