Ingegneria Informatica e dell’Intelligenza Artificiale Applicata LM-32
Trattamento dei dati multimediali
| Settore scientifico disciplinare | Numero crediti formativi (CFU) | Docente |
| ING-INF/05 | 9 | -- Nessun gestore -- |
Obiettivi
L’insegnamento si propone di fornire agli studenti una comprensione specialistica su acquisizione, algoritmi e formati utilizzati nella gestione dei dati multimediali e competenze avanzate relative alle moderne soluzioni utilizzate nei calcolatori.
L’insegnamento contribuisce anche al potenziamento delle capacità trasversali Autonomia di giudizio, Abilità comunicative e Capacità di apprendimento degli studenti.
Risorse
Oltre alle dispense messe a disposizione dal docente, gli studenti potranno approfondire gli argomenti del corso sui seguenti testi:
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Ze-Nian Li, Mark S. Drew, and Jiangchuan Liu. Fundamentals of Multimedia. Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, 2004.
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R. C. Gonzalez and R. E. Woods, Digital Image Processing, 4th ed. Pearson, 2018
Descrizione
Modulo 1: Concetti Base (1 CFU)
Lezione 1: Introduzione al Trattamento di Dati Multimediali
Introduzione al concetto di multimedia
Database multimediali
Multimodal learning
Computer vision
La compressione dei dati multimediali
Compiti e Problematiche del Multimedia
Presentazione Multimediale
Produzione Multimediale
Condivisione e Distribuzione Multimediale
Lezione 2: Rappresentazione digitale delle immagini
Introduzione alle rappresentazioni delle immagini
Immagini a 1 bit
Immagini in scala di grigio a 8 bit
Immagini a colori
Lezione 3: Formati popolari per immagini
GIF
JPEG
PNG
TIFF
EXIF
PS e PDF
Lezione 4: Scienza dei colori
Luce e spettro
Human Vision
Sensibilità spettrale dell’occhio
Formazione dell’immagine
Gamma Correction
Color-Matching Functions
Lezione 5: Modelli di Colore nelle Immagini
Modello di Colore RGB per i Display
Camere Multi-sensore
Colore Dipendente dalla Camera: HSV e sRGB
Colore Sottrattivo: Modello CMY
Rimozione del Sottocolore: Sistema CMYK
Gamut delle Stampanti
Stampanti Multi-inchiostro
Modulo 2: Concetti Fondamentali nel Video (1 CFU)
Lezione 6: Concetti Fondamentali nel Video Analogico
Video Analogico
Luminanza
Crominanza
Raster scan
Lo standard NTSC
Lo standard PAL
Lezione 7: Concetti Fondamentali nel Video Digitale
Video Digitale
CCIR e standard ITU-R per il video digitale
Lezione 8: Video ad alta definizione
High Definition TV (HDTV)
Ultra-high-definition TV (UHDTV)
Interfacce Video
Lezione 9: Video 3D
Percezione tridimensionale
Modelli di telecamera 3D
Tecnologie di fruizione del 3D
The Vergence–Accommodation Conflict
Autostereoscopic (Glasses-Free) Display Devices
Lezione 10: Video 360° e Video Quality Assessment
Video 360°
Video Quality Assessment (VQA)
Modulo 3: Concetti Fondamentali nell’Audio (1.2 CFU)
Lezione 11: Digitalizzazione del suono
Cos’è il suono?
Digitalizzazione del suono
Teorema di Nyquist
Lezione 12: Rapporto Segnale Rumore e Quantizzazione lineare
Signal-to-Noise Ratio (SNR)
Signal-to-Quantization-Noise Ratio (SQNR)
Linear and Nonlinear Quantization
Lezione 13: Audio Filtering e Audio Quality
Audio Filtering
Audio Quality versus Data Rate
Synthetic Sounds
Lezione 14: MIDI
Panoramica sul MIDI
Aspetti Hardware del MIDI
Struttura dei Messaggi MIDI
Conversione da MIDI a WAV
General MIDI
MIDI
Lezione 15: Quantizzazione e trasmissione dell’audio
Codifica dell’audio
Pulse Code Modulation
Codifica differenziale dell’audio
Lossless Predictive Coding
Lezione 16: Codifica audio differenziali
DPCM
DM
ADPCM
Modulo 4: Algoritmi di compressione senza perdita (1 CFU)
Lezione 17: Algoritmi di compressione senza perdita
Richiami di Teoria dell’informazione
Run-Length Coding
Variable-Length Coding
Lezione 18: Algoritmi di compressione basati su dizionario
LZ77
LZ78
Lezione 19: L'algoritmo LZW
Lezione 20: Tecniche di compressione aritmetica
Lezione 21: Codifica lossless per immagini
Modulo 5: Algoritmi di compressione con perdita (0.8 CFU)
Lezione 22: Distorsione e Quantizzazione
Lezione 23: Codifica trasformata
Lezione 24: Codifica basata su wavelet
Lezione 25: Wavelet Packets
Modulo 6: Standard di codifica delle immagini (1 CFU)
Lezione 26: JPEG
Lezione 27: JPEG 2000
Lezione 28: JPEG-LS
Lezione 29: JBIG
Lezione 30: JBIG2
Modulo 7: Tecniche di base di compressione video (2 CFU)
Lezione 31: H.261
Lezione 32: H.263
Lezione 33: MPEG
Lezione 34: MPEG-1
Lezione 35: MPEG-2
Lezione 36: MPEG-4
Lezione 37: MPEG-7
Lezione 38: H.264
Lezione 39: H.265
Lezione 40: H.266
Modulo 8: Tecniche di base di compressione audio (1 CFU)
Lezione 41: ADPCM
Lezione 42: Vocoder
Lezione 43: Psicoacustica
Lezione 44: Audio MPEG
Lezione 45: Altri codec vocali
Altro
Le attività di didattica interattiva si svolgeranno mediante l’utilizzo di strumenti di videoconferenza sincrona secondo il calendario seguente:
Febbraio 2026
Lezione 1: Esercitazione su Dithering
Lezione 2: Esercitazione su Modelli di colore nelle immagini
Marzo 2026
Lezione 3: Esercitazione su Campionamento nel video digitale
Lezione 4: Esercitazione su Video Quality Assessment
Aprile 2026
Lezione 5: Esercitazione su Digitalizzazione del suono
Lezione 6: Esercitazione su Codifica differenziale dell’audio
Maggio 2026
Lezione 7: Esercitazione su Codifica a lunghezza variabile
Lezione 8: Esercitazione su Algoritmi di codifica basati su dizionario
Verifica
Al termine del corso è previsto lo svolgimento di un esame di profitto composto da una parte progettuale e da una prova teorica. La valutazione della prova teorica andrà a fare media ponderata con la valutazione del progetto pratico richiesto che avrà un peso del 60% del voto totale. Lo svolgimento del progetto è obbligatorio e il conseguimento di una votazione sufficiente per esso (18/30) costituisce prerequisito per l’accesso alla prova teorica. Il progetto pratico è volto a dimostrare la capacità da parte dello studente di implementare un sistema secondo le specifiche rilasciate dal docente. Successivamente, lo studente dovrà sostenere una prova teorica volta a dimostrare la conoscenza degli argomenti trattati durante le lezioni ed in particolare dovrà dimostrare di aver acquisito le conoscenze teoriche introdotte dal corso.