SMS047 Mediakodning. Introduktion. Frank Sjöberg. Introduktion. Introduktion

Relevanta dokument
Föreläsning 7: Bild- och videokodning

Föreläsning 1: Bild- och ljudkodning

4/27/12. Fönstring i MDCT. Föreläsning 10: Ljudkodning ( Audio Coding ) 1. Inledning PCM, standardmetoder, MDCT, psykoakustik, ljudtryck

Föreläsning 10: Ljudkodning ( Audio Coding )

F3 Datarepresentation teckenkodning och datakompression EDAA05 Datorer i system! Roger Henriksson!

F3 Datarepresentation teckenkodning och datakompression

Kurslitteratur. Kompression av ljud och bild. Föreläsningar, preliminärt program. Laborationer. Khalid Sayood, Introduction to Data Compression

-med fokus på robusthet

Föreläsning 17 - Komprimering

Analys/syntes-kodning

Digital signalbehandling Digitalt Ljud

Psykoakustik. Ljudtrycksnivå. Hörselns omfång. Hörnivå(loudness) Människans hörsel är ganska väl studerad och det finns bra modeller för den.

Kapitel 2 o 3 Information och bitar Att skicka signaler på en länk. Jens A Andersson

Kapitel 2 o 3 Information och bitar Att skicka signaler på en länk. Att sända information mellan datorer. Information och binärdata

Källkodning. Egenskaper hos koder. Några exempel

Profilansvarig: Lasse Alfredsson se även länk från programmets profilwebbsida:

Kapitel 2 o 3. Att skicka signaler på en länk. (Maria Kihl)

Profilen Kommunikation

INT 3 F4. Bildkomprimering. Run Length Encoding. Medieteknik Del2. Komprimering, ljud och rörliga bilder. Olika algoritmer för bildkomprimering:

Alla presentationstekniker har olika behov; bandbredd, lagring samt bildkvalitet

Projekt 2 (P2) Problembeskrivning och uppdragsspecifikation

Dagens agenda. Lagring & berarbetning av data. Filer och filformat Metadata Komprimering Kryptering Olika typer av data Filsystem Databaser

Kapitel 2 o 3 Information och bitar Att skicka signaler på en länk. Jens A Andersson

Inledning. Kapitel Signaler och system

Profilen Kommunikation för Y, Yi, D & IT. Profilansvarig: Erik G. Larsson Professor, ISY/Kommunikationssystem

Föreläsning 2. Transmissionslänk. Repetition: Internetprotokollens skikt. Mål

repetitionskoder blockkoder Felrättande koder

Kapitel 2 o 3 Information och bitar Att skicka signaler på en länk. Jens A Andersson

Profilen Kommunikation för Y, Yi, D & IT

Signaler och system, IT3

Aritmetisk kodning. F (0) = 0 Exempel: A = {1, 2, 3} k=1. Källkodning fö 5 p.1/12

Lab 3 Kodningsmetoder

Profilen Kommunikation för Y, Yi, D & IT

Teori... SME118 - Mätteknik & Signalbehandling SME118. Johan Carlson 2. Teori... Dagens meny

Analoga och Digitala Signaler. Analogt och Digitalt. Analogt. Digitalt. Analogt få komponenter låg effektförbrukning

Shannon-Fano-Elias-kodning

Kursplan Webbutveckling 2, 100p Läsår

BILDKODNING TEORI. Källkodning. Analogt - och samplat

Transformkodning Idé: 1. Tag datasekvensen och dela in den i block av storlek N (eller N N om signalen är tvνadimensionell). Transformera dessa block

Enchipsdatorns gränssnitt mot den analoga omvärlden

Torstens Digitalbildguide

Kihl & Andersson: , 3.1-2, (ej CDM) Stallings: 3.1-4, 5.1, 5.2, 5.3, 8.1, 8.2

Digital- och datorteknik

Digital- och datorteknik

I. Talkodning. Kodning av tal Kodning av musik MPEG-4 Audio toolbox. Talkodning Historik. Talgenerering. Talsignalen - vokaler

Kodning av tal Kodning av musik MPEG-4 Audio toolbox

Data och Information. Dr. Johan Hagelbäck.

EXEMPEL 1: ARTVARIATION FÖRELÄSNING 1. EEG frekvensanalys EXEMPEL 2: EEG

2 Vad händer när man ringer? 2 Vad händer när man ringer?

Videosignalen består av en sekvens av bilder, typiskt 24, 25 eller 30 bilder i sekunden.

Digital Signalbehandling i Audio/Video

Digital kommunikation. Maria Kihl

Elektronik. Viktor Öwall, Digital ASIC Group, Dept. of Electroscience, Lund University, Sweden-

Föreläsninsanteckningar till föreläsning 3: Entropi

Datorkommunikation. Examination Översikt. Kurslitteratur. Datorkommunikation. Kursens hemsida

FLAC (Free Lossless Audio Coding)

Projekt 3: Diskret fouriertransform

Ljudteknik. Digital representation. Vad är ljud?

Kodning av ansiktstextur med oberoende komponenter

Profilen Kommunikation för Y, Yi, D & IT. Profilansvarig: Erik G. Larsson Professor, ISY/Kommunikationssystem

Elektronik Dataomvandlare

Videokomprimering och distribution

MEDIESIGNALER INTRODUKTION

En generell prediktiv kodare utnyttjar signalens utseende N steg tillbaka i tiden för kodningen, dvs vi kodar efter den betingade fördelningen

Psykoakustik. Ljudtrycksnivå. Hörselns omfång. Hörnivå (loudness) Människans hörsel är ganska väl studerad och det finns bra modeller för den.

Linjär prediktion. Prediktiv kodning. Linjär prediktion. Prediktiv kodare och avkodare

Digital kommunikation. Maria Kihl

A/D- och D/A- omvandlare

Människans hörsel är ganska väl studerad och det finns bra modeller för den.

Distansutbildning. av Anders Andersson. Västanvik Resurs- och Utvecklingscenter

Det finns två sätt att generera ljus på. Ge exempel på dessa och förklara vad som skiljer dem åt.

Paper or screen. Systemlagret. Vision technology. Audio technology. Current loudspeakers and sound equipment is good enough?

DIGITALA TAL OCH BOOLESK ALGEBRA

Skurlängdskodning. aaaabbbbbbbccbbbbaaaa. Man beskriver alltså sekvensen med ett annat alfabet än det ursprungliga.

Datateknik GR (A), Flash, Photoshop och Datakunskap, 7,5 hp

UPPSALA UNIVERSITET Uppsala Institutionen för Signaler och system Kristin Schoug, Wavelets. -teori och tillämpningar

Spektrala transformer Laboration: JPEG-kodning

Spektrala transformer Laboration: JPEG-kodning

Digital bildhantering

AD-/DA-omvandlare. Digitala signaler, Sampling och Sample-Hold

Undervisningsspråk: Svenska Moment på andra skandinaviska språk och engelska kan förekomma.

Analogt och Digital. Viktor Öwall. Elektronik

Kurs PM för KTH-CSC. Kursens upplägg Nivå: C Betyg: A F Språk: Svenska Föreläsningar 48h Seminarier 9h Laborationer 28h

TENTAMEN. Kurs: Kursnummer: Audio&Videoteknik, 2D2021. Program: Åk: HME02 Åk 2. Datum: Tid: :00. Omfattning och betygsgränser:

Programvaruteknik, hp

Föreläsning 2. Transmissionslänk. Störningar (1/2) T Introduktion till modern telekommunikation Gunnar Karlsson, Bengt Sahlin 1

Digital- och datorteknik

A/D D/A omvandling. Lars Wallman. Lunds Universitet / LTH / Institutionen för Mätteknik och Industriell Elektroteknik

Kursplan Gränssnittsdesign och Webbutveckling 1 Vårtermin 2014

Profilen Kommunikation för Y, Yi, D & IT. Profilansvarig: Erik G. Larsson Professor, ISY/Kommunikationssystem

Val av format för elektroniska handlingar - ArkivE. Nora Liljeholm / Riksarkivet /

Övningar modul 1 - Dataöverföring & fysisk infrastruktur

Kapitel 3 o 4. Tillförlitlig dataöverföring. (Maria Kihl)

Faltningsreverb i realtidsimplementering

Kvalitetsaspekter på videostreaming till mobiltelefoner E R I K O T T E R B E R G

ATT FRAMSTÄLLA OCH LAGRA ELEKTRONISKA HANDLINGAR

Profilen Kommunikation för Y, Yi, D & IT

Föreläsning: Digitalt Ljud. signalbehandling. Elektronik - digital signalbehandling. Signal och spektrum. PC-ljud. Ton från telefonen.

Kommunikationssystem grundkurs, 2G1501 Övningar modul 1 Dataöverföring & fysisk infrastruktur 1 Dataöverföring

Kurslitteratur. Kompression av ljud och bild. Föreläsningar, preliminärt program. Laborationer

Transkript:

SMS047 Mediakodning Frank Sjöberg Email: frank@sm.luth.se Rum A3207 Kursen behandlar kodning av fyra olika typer av media Text & annan data Bild Ljud (ej tal) Video Vi kommer i första hand att studera de grundläggande teorierna som de vanligast kodningsmetoderna bygger på. Detta inkluderar informationsteori, kvantisering, rate-distortion teori, prediktiva metoder, transformer och filterbankar. I viss mån kommer vi titta lite närmare på existerande standarder. SMS047 - #1 Frank Sjöberg - Signalbehandling 1 SMS047 - #1 Frank Sjöberg - Signalbehandling 2 Kursen består av 15 föreläsningar och 4 obligatoriska laborationer. Som alternativ examinationsform finns möjligheten att göra ett miniprojekt i slutet av kursen. Miniprojektet görs helst i grupper om två personer, och redovisas både skriftligt och muntlig. Den muntliga presentation skall vara ca 20 minuter, och rapporten böra inte vara längre än 10 sidor. Lämpligt projektområde och litteratur väljs i samråd med läraren. Några frågor man kan ställa sig: Vad innebär kodning? Varför kodar man media/information/data? Vad skall man tänka på vid kodning av media? Finns det gränser för hur mycket man kan komprimera data? SMS047 - #1 Frank Sjöberg - Signalbehandling 3 SMS047 - #1 Frank Sjöberg - Signalbehandling 4

Kodning Källkodning Källkodning innebär komprimering av data, dvs att hitta en så bra datarepresentation som möjligt av informationen från en källa. Kanalkodning handlar om hur man kodar informationen för att skydda den mot fel som kan uppstå vid överföring eller lagring av data. Felkorrigerande och feldetekterande koder hör till detta område. Källkodning och Kanalkodning tillhör informationsteorin som Shannon lade grunden till 1948. I den här kursen kommer vi bara studera källkodning. Man brukar dela upp kodningsmetoder i två fundamentalt olika klasser: Förlustfri kodning (non lossy) - kallas ofta entropikodning Icke förlustfri kodning (lossy). Detta hör samman med huruvida man kodar digitala eller analoga källor. Andra parametrar som är av intresse när jämför olika kodningsmetoder: Prestanda - komprimeringsgraden. Komplexitet - beräkningskomplexitet, minnesåtgång, parallellism, etc Robusthet - feltolerans, hur olika typer av källor kan hanteras, etc Användbarhet, flexibilitet - Progressiv kodning, Multi-resolution, etc SMS047 - #1 Frank Sjöberg - Signalbehandling 5 SMS047 - #1 Frank Sjöberg - Signalbehandling 6 Förlustfri kodning Icke förlustfri kodning Med förlustfri kodning kan det ursprungliga datat kan återskapas exakt. Hur mycket man kan komprimera datat begränsas av entropin i datat/källan. Några olika metoder Huffman-kodning. Lempel-Ziv kodning. Aritmetisk kodning Olika applikationer ZIP/RAR/ACE etc. GIF/TIFF/(JPEG). WMA-förlustfri Med icke förlustfri kodning kan det ursprundliga datat inte kan återskapas exakt. Lite information kommer att förloras i kodningsprocessen. Genom att tolerera en viss informationsförlust kan komprimeringsgraden förbättras. Det finns ingen undre gräns för komprimeringsgraden - hårdare komprimering ger mer informationsförlust/ mer distortionen. Icke förlusfri kodning är starkt kopplat till perceptiva modeller. Målet är att distortionen som uppstår inte skall kunna uppfattas av ögat eller örat. Trivialt exempel: Om vi har samplat ljud med 32 bitars upplösning så går det, utan att örat kan upptäcka det, kasta hälften av bitarna och bara spara de 16 mest signifikanta. SMS047 - #1 Frank Sjöberg - Signalbehandling 7 SMS047 - #1 Frank Sjöberg - Signalbehandling 8

Icke förlustfri kodning Några olika metoder DPCM, ADPCM. Transformkodning. Fraktal kodning Olika applikationer JPEG/JPEG2000. MP3, AAC, RA, WMA. GSM, CELP MPEG-1/2/4, ITU-263. Name that picture i frekvensdomänen Dela in bilden i block om 16x16 pixlar. Tranformera varje block med cosinustransformen Behåll bara 1 av 256 koefficienter. SMS047 - #1 Frank Sjöberg - Signalbehandling 9 SMS047 - #1 Frank Sjöberg - Signalbehandling 10 3(256) koefficienter 10(256) koefficienter SMS047 - #1 Frank Sjöberg - Signalbehandling 11 SMS047 - #1 Frank Sjöberg - Signalbehandling 12

Originalbild 1(256) koefficienter SMS047 - #1 Frank Sjöberg - Signalbehandling 13 SMS047 - #1 Frank Sjöberg - Signalbehandling 14 3(256) koefficienter 10(256) koefficienter SMS047 - #1 Frank Sjöberg - Signalbehandling 15 SMS047 - #1 Frank Sjöberg - Signalbehandling 16

Originalbild SMS047 - #1 Frank Sjöberg - Signalbehandling 17