IT4621 Xử lý dữ liệu đa phương tiện Bài tập lớn Nguyễn Thị Hoàng Lan Viện CNTT &TT– ĐHBK Hà Nội BTL làm theo nhóm, mỗi nhóm 3-4 SV Đề số 1 : Mã hóa dự đoán - Kỹ thuật DPCM và ứng dụ
Trang 1IT4621 Xử lý dữ liệu đa phương tiện
Bài tập lớn
Nguyễn Thị Hoàng Lan
Viện CNTT &TT– ĐHBK Hà Nội
(BTL làm theo nhóm, mỗi nhóm 3-4 SV)
Đề số 1 : Mã hóa dự đoán - Kỹ thuật DPCM và ứng dụng
- Tìm hiểu phương pháp mã hóa dự đoán DPCM: Lý thuyết và sơ đồ nguyên lý
- Phân tích vai trò bộ dự đoán và ảnh hưởng của sai số dự đoán đến hiệu năng giải pháp nén như thể nào ?
- Phân biệt sai số dự đoán với sai số lượng tử hóa trong nén ảnh
- Áp dụng mã hóa dự đoán - DPCM trong các trường hợp: nén ảnh JPEG, nén video như thế nào
- Xây dựng ứng dụng thử nghiệm DPCM trong nén ảnh JPEG, thử nghiệm và đo lường hiệu năng nén (tỷ số nén, độ tổn hao)
Đề số 2: Lượng tử hóa vectơ (Vector Quantization -VQ) và áp dụng trong nén ảnh
- Tìm hiểu chung về phương pháp lượng tử hóa vectơ
- Tìm hiểu chung phương pháp xây dựng bộ codebook và trình bày một thuật toán (chọn)
- Trình bày sơ đồ áp dụng VQ trong nén ảnh với thuật toán đã chọn
- Xây dựng ứng dụng thử nghiệm VQ trong nén ảnh: Phân tích và đánh giá hiệu năng giải pháp nén và cho biết kết quả trường hợp nào giải pháp này có thể đạt
tỷ số nén cao ?
Đề số 3 Phương pháp mã hóa nén dựa trên phép biến đổi (Transform Coding) và ứng dụng
- Tìm hiểu chung về phương pháp nén dựa trên phép biến đổi
- Tìm hiểu và phân biệt rõ các đặc điểm của 2 phép biên đổi được dùng các chuẩn nén hiện nay : DCT và DWT
- Phân tích vai trò của phép biến đổi Wavelet trong nén ảnh JPEG2000 và giải thích các đặc điểm của ảnh JPEG2000 có liên quan đến biến đổi Wavelet như thế nào?
- Thử nghiệm ứng dụng, đo lường hiệu giải pháp năng nén (tỷ số nén, độ tổn hao) nén ảnh theo chuẩn JPEG 2000 và so sánh với hiệu năng nén ảnh theo chuẩn JPEG đối với cùng một ảnh gôc và giải thích kết quả liên quan đến biến đổi DWT và biến biên đổi DCT như thế nào ?
Đề số 4: Phương pháp mã hóa các dải tần con (Subband Coding- SBC) và áp dụng
- Tìm hiểu chung và giải thích sơ đồ nguyên tắc mã hóa các dải tần con SBC
- Phân tích sơ đồ áp dụng mã hóa SBC trong nén nén ảnh (video)
- Phân tích sơ đồ áp dụng mã hóa SBC trong nén audio MP3
- Giải thích sự khác nhau về kỹ thuật phân tách các dải tần con trong nén ảnh JPEG2000 và nén audio MP3 như thế nào, tại sao ?
- Xây dựng thử nghiệm một áp dụng của phương pháp mã hóa SBC và giải thích kết quả thử nghiệm đạt được so với lý thuyết
Trang 2Đề số 5 Tìm hiểu các phép biến đổi trong xử lý dữ liệu đa phương tiện và ứng dụng
- Tìm hiểu chung các phép biến đổi đơn vị, các tính chất chung, phương pháp nào tốt nhất về lý thuyết áp dụng cho nén dũ liệu, tại sao? Phương pháp nào được dùng theo chuẩn JPEG tại sao?
- Tìm hiểu các phép biến đổi KL , PCA (Principle Component Analysis)
- Tìm hiểu về phương pháp trích chọn đặc trưng dựa trên các phép biến đổi KL- PCA
- Phân tích và thử nghiệm một ứng dụng PCA trong xử lý các thành phần màu của ảnh hoặc hoặc một ứng dụng PCA trích chọn đặc trưng ảnh khuôn mặt (chọn)
Đề số 6 : Các phương pháp mã hóa nén ảnh
- Tìm hiểu khái quát các loại dữ liệu đa phương tiện Thế nào là dữ liệu ảnh số? Giải thích cấu trúc dữ liệu ảnh số và định dạng file dữ liệu ảnh số
- Tìm hiêu chung về phương pháp mã hóa nén dữ liệu ảnh trong truyền thông
- Áp dụng: Tìm hiểu phương pháp nén và so sánh các định dạng dữ liệu ảnh sau:
+ Phương pháp nén ảnh và định dạng png + hương pháp nén ảnh JPEG và định dạng jpg
- Xây dựng thử nghiệm ứng dụng và so sánh thực nghiệm đo lường hiệu năng giải pháp nén ảnh JPEG với nén ảnh png và giải thích
Đề số 7 : Kỹ thuật nén ảnh JPEG cơ bản (Sequential DCT-Baseline JPEG)
- Tìm hiểu chung về chuẩn JPEG và các loại JPEG
- Phân tích sơ đồ nén JPEG cơ bản và so sánh với kỹ thuật nén ảnh JPEG lũy tiến (JPEG progressive)
- Xây dựng thử nghiệm ứng dụng một sơ đồ nén ảnh JPEG cơ bản,
- Đo lường hiệu năng nén (tỷ số nén, độ tổn hao) của giải pháp thử nghiệm và đánh giá hiệu năng giải pháp này so với JPEG2000
Đề số 8 : Tìm hiểu về chuẩn JPEG không tổn hao (JPEG-LS)
- Tìm hiểu về JPEG-LS không tổn hao và mối quan hệ với JPEG
- Phân tích sơ đồ nén JPEG không tổn hao (JPEG Lossless), so sánh với sơ đồ nén
JPEG cơ bản và giải thích các khả năng ứng dụng của JPEG không tổn hao
- Thử nghiệm ứng dụng nén ảnh JPEG không tổn hao
- Đo lường hiệu năng nén (tỷ số nén, độ tổn hao) của giải pháp thử nghiệm và đánh giá hiệu năng giải pháp này so với JPEG cơ bản
Đề số 9 : Nén ảnh dựa trên phép biến đổi Wavelet rời rạc và chuẩn JPEG-2000
- Tìm hiểu chung về chuẩn JPEG-2000
- Tìm hiểu về phép biến đổi Wavelet, DWT và kỹ thuật phân tích đa phân giải
- Phân tích vai trò DWT trong nén ảnh JPEG -2000
- Tìm hiểu một thuật toán mã hóa JPEG-2000, thử nghiệm ứng dụng mã hóa ảnh JPEG2000 với thuật toán đó và đánh giá hiệu năng của giải pháp nén này
Đề số 10: Các kỹ thuật tín hiệu xử lý video và mã hóa dự đoán trong nén video
- Các kỹ thuật xử lý tín hiệu video trong truyền thông
- Tìm hiểu chung phương pháp mã dự đoán dùng trong nén video, phân tích đặc điểm của phương pháp dự đoán này so với dự đoán DPCM/
Trang 3- Tìm hiểu phương pháp mã hóa nén video dựa trên phép biến đổi ảnh và kỹ thuật ước lượng và bù chuyển động Giải thích các sơ đồ nén/ giải nén intraframe,
interframe
- Thử nghiệm ứng dụng so sánh chất lượng nén video dùng kỹ thuật ước lượng và
bù chuyển động MPEG-1với kỹ thuât nén video không dùng ước lượng và bù
chuyển động MJPEG
Đề số 11: Nén ảnh video theo chuẩn MPEG
- Tìm hiểu về khái quát chuẩn nén video MPEG (MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4)
- Trình bày mô hình chung phương pháp nén theo các chuẩn MPEG, ảnh hưởng của kỹ thuật ước lượng chuyển động và bù chuyển động đến hiệu năng giải
pháp nén video MPEG
- Phân tích sơ đồ nén MPEG-1
- Thử nghiệm ứng dụng MPEG-1và đo lường hiệu năng giải pháp nén này
Đề số 12: Nén video theo chuẩn ITU-T
- Tìm hiểu chung về các chuẩn nén ITU-T, chuẩn H26X (H261, H263, H264)
- Tìm hiểu chung phương pháp nén video theo chuẩn H26X
- Phân tích so sánh các sơ đồ nén video H261 với video MPEG-1, giải thích sự giống nhau và khác nhau
- Thử nghiệm ứng dụng nén theo chuẩn H261 và đo lường hiệu năng giải pháp nén này
Đề số 13: Phương pháp tiên tiến nén Video AVC và ứng dụng
- Tìm hiểu chung phương pháp nén Video tiến tiến (AVC: Advanced Video Coding)
- Tìm hiểu chuẩn MPEG-4/ H264 AVC,
- So sánh phương pháp nén video chuẩn MPEG-4 với phương pháp nén video theo chuẩn MPEG-1
- Thử nghiệm ứng dụng nén theo chuẩn MPEG-4 và đo lường hiệu năng giải pháp nén này
Đề số 14: Kỹ thuật “Scalable Video Coding” trong nén video và ứng dụng
- Tìm hiểu chung về mã hóa dùng kỹ thuật tỷ lệ đa phân giải “Scalable Video Coding”
- Tìm hiểu sơ đồ nén áp dụng kỹ thuật này trong chuẩn MPEG-2 và MPEG-4
- Giải thích tác dụng “Scalable Video Coding” trong nén video tiến tiến MPEG-
- Thử nghiệm ứng dụng “Scalable Video Coding” trong nén video MPEG-4 và đánh giá hiệu năng giải pháp nén này
Đề số 15 : Nén âm thanh tiếng nói thoại theo chuẩn ITU
- Tìm hiểu một số khái niệm sound, audio và đặc điểm của hai loại tín hiệu audio: tín hiệu tiếng nói thoại và audio HiFi
- Tìm hiểu các phương pháp cơ bản mã hóa tiếng nói : DPCM (ADPCM), LPC, phương pháp kết hợp
- Tìm hiểu các chuẩn nén ITU và giải thích tại sao các chuẩn này thường được dùng trong các ứng dụng VOIP ?
- Xây dựng thử nghiệm ứng dụng một bộ CODEC theo một chuẩn ITU (lựa chọn)
và đo lường hiệu năng giải pháp nén này
Trang 4Đề số 16 : Nén âm thanh tiếng nói dải rộng (audio HiFi)
- Đặc điểm tín hiệu âm thanh dải rộng và giải thích mô hình cảm thụ âm thanh
- Phương pháp nén audio kết hợp mô hình cảm thụ âm thanh và giải thích tại sao
mã hóa audio HiFi dựa trên mô hình cảm thụ âm thanh
- Phân tich kỹ thuật SBC tromg phương pháp nén audio theo chuẩn MP3
- Ưng dụng thử nghiệm nén âm thanh dải rộng theo chuẩn MPEG (MP3), đánh giá chât lượng âm thanh số dải rộng của giải pháp này
Đề số 17: Đồng bộ tích hợp dữ liệu audio - video
- Tìm hiểu chung về kỹ thuật đồng bộ tích hợp dữ liệu dữ liệu audio - video trong định dang file video
- Tìm hiểu các cấu trúc file : *.avi,
- Giải thích kỹ thuật đồng bộ dữ liệu audio - video trong cấu trúc file *.avi và giải thích tác dụng đồng bộ.tích hơp
- Tìm hiểu và thử nghiệm một giải pháp đồng bô audio-video trình diễn file avi thời gian thực và đánh giá kết quả
Đề số 18 Đồng bộ Audio-Video theo chuẩn MPEG
- Tìm hiểu chung về đồng bô Audio-video
- Tìm hiểu đồng bộ tích hợp dữ liệu audio - video theo chuẩn MPEG-2
- Tìm hiểu một giải pháp ứng dụng đồng bô audio-video MPEG-2 thời gian thực
và giải thích ngữ cảnh áp dụng
- Ứng dụng thử nghiệm và giải thích
Đề số 19: Các kỹ thuật đồng bộ Audio-Video truyền tải thời gian thực
- Mô hình đồng bộ và các vấn đề xử lý thời gian thực
- Tìm hiểu chung về đồng bộ audio-video thời gian thực theo dòng audio tại nơi nhận và giải thích ngữ cảnh áp dụng
- Tìm hiểu một thuật toán đồng bộ audio-video theo điểm tham chiếu
- Xây dưng ứng dụng thử nghiệm và đánh giá kết quả
Đề số 20 Tìm hiểu các kỹ thuật xác thực bảo vê bản quyền nội dung số (Content Protection- Watermarking) và áp dụng cho ảnh số
- Tìm hiểu kỹ thuật chung Watermarking
- Phân tích và thử nghiệm ứng dung một kỹ thuật Image Watermarking đối với ảnh JPEG2000
Đề số 21 Tìm hiểu các kỹ thuật bảo vê bản quyền nội dung số (Content Protection- Watermarking), và áp dụng cho audio sô
- Tìm hiểu kỹ thuật chung Watermarking
- Phân tích và thử nghiệm ứng dung một kỹ thuật audio Watermarking