Detail předmětu

Multimediální data v biomedicíně

FEKT-BPC-MSDAk. rok: 2020/2021

Základy akustického a vizuálního vnímání. Obrazová a akustická data, objektivní a subjektivní kvalita. Vlastnosti biomedicínských obrazových dat. Specielní metody zpracování multimediálních signálů: obrazových,a audio- a video dat a jejich zpracování, zejména zpracování, zvýrazňování a analýza obrazových dat. Metody a standardy bezeztrátové a ztrátové komprese obrazů, audiosignálů a videosekvencí.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Jiří Jan, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav biomedicínského inženýrství (UBMI)

Výsledky učení předmětu

ZAbsolvent předmětu:
- ovládá základní poznatky o multimediálních signálech, jejich vnímání, zpracování a analýze,
- ovládá znalosti o přenosu a archivaci v informačních systémech i ve vztahu k využití na Internetu,
- je schopen posoudit vhodnost jednotlivých metod ve vztahu ke konkrétní aplikaci,
- je schopen tyto metody vhodně využít na základě dostupného softwaru.

Prerekvizity

Znalost základů číslicového zpracování signálů

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT. Metody vyučování zahrnují přednášky a cvičení na počítači. Předmět využívá e-learning (Moodle).

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu upřesňuje každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu;
v zásadě
- získání zápočtu na základě aktivní účasti na demonstračních cvičeních (až 24 bodů, min. 12 bodů),
- úspěšné složení písemné závěrečné zkoušky (až 76 bodů)

Osnovy výuky

1. Multimediální signály a data, definice a vlastnosti
2. Teorie vícerozměrných signálů a systému - originální a frekvenční oblast
3. Vícerozměrné unitární transformace a jejich vlastnosti
4. Modely psychofyziologie zraku a sluchu
5. Vlastnosti biomedicínských obrazových dat (Rentgen, ultrazvuk, CT, MRI, SPECT, PET)
6. Zvýrazňování obrazu - transformace kontrastu a barev, geometrické transformace
7. Zvýrazňování obrazu - ostření a redukce šumu. Principy restaurace obrazu
8. Základy analýzy obrazu - segmentace, texturní analýza, analýza pohybu a časového vývoje
9. Mono- a multimodální fúze 2D a 3D obrazových dat
10. Specifika zpracování zvukových signálu
11. Principy komprese multimediálních dat
12. Komprese obrazových a video- dat, vlastnosti a parametry
13. Komprese akustických dat, vlastnosti a parametry

Učební cíle

Získání základních znalostí o multimediálních signálech a datech, jejich vztahu ke vnímání, odpovídajících technických charakteristikách, způsobech zpracování, analýzy a přípravy pro archivaci nebo přenos datovou sítí

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Demonstrační cvičení. Účast na cvičení je povinná, omluvit lze nejvýše 20% neúčast na základě doložené pracovní neschopnosti.
Účast na přednáškách je pouze doporučená.

Základní literatura

Jan, J.: Císlicová filtrace, analýza a restaurace signálu (druhé rozsírené vydání), VUTIUM Brno 2002
Jan, J.: Medical Image Processing, Reconstruction and Restoration. CRC Publ., 2005

Doporučená literatura

A.C.Luther: Principles of Digital Audio and Video. Artech House Boston 1997
A.K.Jain: Fundamentals of Digital Image Processing. Prentice Hall 1989
Levický, D.: Multimediálne telekomunikácie. Elfa Košice, 2002
V.Bhaskaran, K.Konstantinides: Image and Video Compression Standards (2nd ed.)Kluwer Acad.Publishers, 1997

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-AMT bakalářský 0 ročník, zimní semestr, volitelný

  • Program BPC-AUD bakalářský

    specializace AUDB-TECH , 0 ročník, zimní semestr, volitelný

  • Program BPC-EKT bakalářský 0 ročník, zimní semestr, volitelný
  • Program BPC-IBE bakalářský 0 ročník, zimní semestr, volitelný
  • Program BPC-MET bakalářský 0 ročník, zimní semestr, volitelný
  • Program BPC-SEE bakalářský 0 ročník, zimní semestr, volitelný
  • Program BPC-TLI bakalářský 0 ročník, zimní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jiří Jan, CSc.

Osnova

Základy sluchového a zrakového vnímání.
Vlastnosti akustických a obrazových signálů, objektivní a subjektivní kvalita.
Metody a prostředky pro snímání a archivaci akustických, obrazových a video signálů.
Základní úpravy zvukových záznamů.
Základní operace s obrazem. Prezentace obrazových dat.
Úvod do analýzy a segmentace obrazů a videosekvencí, zobrazení scény. Vazba na počítačovou grafiku.
Editace obrazových, zvukových a video dat.
Programové prostředky pro zpracování obrazových a zvukových dat
Komprese audiovizuálních dat, založená na smyslových omezeních
Základní charakteristiky standardů komprese a rekonstrukce zvukových signálů
Základní charakteristiky standardů komprese a rekonstrukce obrazů a videosekvencí
Formáty multimediálních dat, prostředky ochrany audiovizuálních záznamů s hlediska autorského práva
Přenos a archivace multimediálních dat v datových sítích

Cvičení na počítači

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jiří Jan, CSc.

Osnova

Seznámení s multimediálními programovými prostředky
Měření vlastností akustických a obrazových signálů
Experimentální snímání a archivace akustických, obrazových a video signálů
Základní úpravy zvukových záznamů
Základní operace s obrazem. Prezentace obrazových dat
Experimentální analýza a segmentace obrazů a videosekvencí
Počítačová editace obrazových, zvukových a video dat
Návrh a realizace multimediální prezentace
Experimenty s kompresí audiovizuálních dat
Práce se standardy komprese a rekonstrukce zvukových signálů
Práce se standardy komprese a rekonstrukce obrazů a videosekvencí
Seznámení s formáty multimediálních dat a prostředky ochrany audiovizuálních záznamů s hlediska autorského práva
Přenos a archivace multimediálních dat na Internetu