Programa

O programa proposto tem em consideração o que se pensa serem os aspectos mais relevantes dos sistemas e tecnologias de comunicação audiovisual mas também a actividade desempenhada pela grande maioria dos engenheiros com formação em Telecomunicações nas empresas em Portugal. Levou-se ainda em consideração as matérias leccionadas nas disciplinas anteriores, nomeadamente nas disciplinas como precedência obrigatória, de forma a obter uma boa integração e evolução dos conhecimentos. Refira-se que o programa tem, naturalmente, evoluído ao longo dos anos, fruto não só da experiência de leccionação mas também das mudanças ocorridas na área de influência da disciplina.


Tendo em conta o contexto, os objectivos e os pressupostos descritos na secção anterior, o programa da disciplina de Comunicação Multimédia foi estruturado em três grandes áreas, nomeadamente:


I.     Conceitos e técnicas básicas

II.     Sistemas, serviços e normas para comunicação audiovisual

III.    Sistemas emergentes e tendências de evolução


Esta sequência começa por ensinar aos alunos os conceitos e técnicas básicas das comunicações audiovisuais para entrar depois em cada um dos sistemas mais importantes, de modo mais detalhado. A consideração dos requisitos associados aos sistemas e serviços é importante para que os sistemas não se reduzam a tecnologias mas sejam integrados de forma útil e rentável no mundo real, satifazendo as necessidades dos utentes. Os vários sistemas são apresentados de forma ‘cronológica’ o que permite aos alunos seguir melhor a evolução tecnológica neste domínio, especialmente em termos de codificação. Dá-se particular relevância às normas internacionais desenvolvidas para cada um dos sistemas e serviços em questão, uma vez que as normas usam normalmente as tecnologias mais relevantes e é com estas tecnologias que os alunos vão ter de trabalhar na vida real, na maioria dos casos. De qualquer forma, os sistemas são analisados funcionalmente e as tecnologias motivadas o que deverá permitir aos alunos perceber facilmente tecnologias alternativas.


Finalmente, apresentam-se aos alunos sistemas, tecnologias e tendências emergentes de modo a permitir-lhes mais facilmente, mesmo após o fim do Mestrado, acompanhar os desenvolvimentos tecnológicas na área. Como seria de esperar, a quase totalidade dos sistemas estudados é digital (com excepção de um capítulo inicial sobre televisão analógica) já que a digitalização é hoje um facto incontornável. Sempre que seja adequado, analisar-se-á a especificidade do caso Português.


A disciplina tem uma perspectiva integradora ou seja na abordagem dos vários sistemas e serviços audiovisuais vão sendo referidos aspectos da Teoria da Informação, modulação, codificação de canal, tráfego, rede, etc, tentando que os alunos percebam também o modo como os vários módulos de uma arquitectura e logo as várias tecnologias se relacionam e integram.


O programa encontra-se estruturado para um total de 14 semanas úteis de aulas. Em cada semana existem duas aulas teóricas de 1,5 horas onde se faz a exposição teórica da matéria e uma aula de laboratório ou prática de 1,5 horas onde se exploram simuladores de sistemas de codificação ou se resolvem problemas relacionados com os conceitos e técnicas expostos nas aulas teóricas.


Assim, o programa da disciplina de Comunicação Multimédia está estruturado do modo indicado na tabela seguinte; para cada capítulo da matéria, indicam-se os tópicos principais a considerar e a bibliografia aconselhada.

 

 

CAPÍTULO

TÓPICOS 

BIBLIOGRAFIA (ver também a lista de material de estudo)

Introdução

 

·         Considerações gerais sobre informação de áudio/fala e imagem/vídeo.

·         Evolução dos sistemas e comunicações audiovisuais.

·         Novos desafios da tecnologia e serviços audiovisuais.

Ø  Digital Pictures – Representation, Compression and Standards, A. Netravali, B. Haskell, Plenum Press, 1995

Ø  Vision, D. Marr, W.H. Freeman and Company, 1982

Ø  Understanding Vision, R. Watt, Academic Press, 1991

Ø  Introduction to Digital Audio Coding and Standards, M. Bosi, R. E. Goldberg, The Springer International Series in Engineering and Computer Science, 2003

Do Analógico ao Digital

·         Estudo das noções básicas ligadas à representação da informação de áudio e vídeo.

·         Amostragem e quantificação no contexto dos sistemas audiovisuais.

·         O sistema visual e auditivo humanos. A importância do utente nas comunicações audiovisuais.

·         Redundância, irrelevância e codificação. 

·         Qualidade e métodos de avaliação de qualidade.

Ø  Fundamentals of Digital Image Processing, A. K. Jain, Prentice Hall, 1989

Ø  Digital Video Processing, M. Tekalp, Prentice Hall, 1995

Imagem Digital

·         Sistemas de imagem fotográfica. Requisitos funcionais.

·         Codificação de imagens fotográficas digitais. 

·         Codificação por transformada. A transformada Discrete Cosine Transform (DCT).

·         Norma JPEG para a codificação de imagens fotográficas multinível ou a cores.

·         Estudo dos vários modos de codificação JPEG: sequencial, progressivo, hierárquico e sem perdas.

Ø  JPEG: Still Image Data Compression Standard, W. Pennebaker, J. Mitchell, Kluwer Academic Publishers, 1993

Ø  Image and Video Compression Standards: Algorithms and Architectures, V. Bhaskaran and K. Konstantinides, Kluwer Academic Publishers, 1995           

Ø  Digital Image Compression Techniques, M. Rabbani, P. W. Jones, SPIE Press, Tutorial texts on Optical Engineering, 1991

Videotelefonia e Videoconferência

·         Sistemas de videotelefonia e de videoconferência. Requisitos funcionais.

·         Terminais H.320. Multiplexagem e sincronização.

·         Codificação de imagens em movimento. Codificação de diferenças, detecção e compensação de movimento e codificação por transformada aplicada ao vídeo. 

·         Norma H.261 para a codificação de imagens videotelefónicas e de videoconferência.

·         Impacto dos erros de canal na transmissão de videotelefonia e videoconferência.

Ø  Videoconferencing and Videotelephony, R. Schaphorst, Artech House, 1996     

Ø  Image and Video Compression Standards: Algorithms and Architectures, V. Bhaskaran and K. Konstantinides, Kluwer Academic Publishers, 1995           

Ø  Multimedia Communications, F. Halsall, Addison-Wesley, 2001  

Ø  Multimedia Systems, Standards, and Networks, A. Puri & T. Chen, Marcel Dekker, Inc., 2000        

Gravação Digital de Vídeo

·         Gravação digital de vídeo. Principais suportes de gravação. Requisitos funcionais.

·         Facilidades de gravação: acesso aleatório e modos rápidos.

·         Norma MPEG-1: motivação e objectivos.

·         MPEG-1 Sistema: multiplexagem e sincronização.

·         MPEG-1 Vídeo: compensação de movimento bidireccional e a meio-pixel.

·         MPEG-1 Áudio: ferramentas básicas de codificação de áudio, noções de mascaramento, codificação perceptiva, camadas de codificação.

·         MP3: tecnologia e impactos.

Ø  MPEG Video Compression Standard, J.Mitchell, W. Pennebaker, C. Fogg, D. LeGall, Chapman & Hall, 1996  

Ø  Video Coding: an Introduction to Standard Codecs, M. Ghanbari, IEE Press, 1999

Ø  Multimedia Communications, F. Halsall, Addison-Wesley, 2001

Ø  Introduction to Digital Audio Coding and Standards, M. Bosi, R. E. Goldberg, The Springer International Series in Engineering and Computer Science, 2003

Televisão Digital

·         Sistemas digitais de televisão. Requisitos funcionais.

·         Arquitectura DVB. Soluções para transmissão terrestre, via cabo e satélite.

·         Codificação de fonte DVB: a norma MPEG-2; motivação e objectivos.

·         MPEG-2 Sistema: multiplexagem e sincronização, transport streams e program streams.

·         MPEG-2 Vídeo: codificação de vídeo entrelaçado e codificação escalável; perfis e níveis.

·         MPEG-2 Áudio: diferenças em relação ao MPEG-1 Áudio.

·         Codificação de canal DVB-x.

·         Redes de frequência única.

·         Modulação DVB-x.

·         Acesso condicionado: conceitos básicos.

·         A televisão digital em Portugal.

Ø  Digital Television: MPEG-1, MPEG-2 and principles of the DVB system, H. Benoit, Arnold, 1997

Ø  Digital Video Broadcasting, U. Reimers, Springer Verlag, 2001

Ø  Digital Video: an Introduction to MPEG-2, B. Haskell, A. Puri, A. Netravali, Chapman & Hall, 1997

Ø  Digital Video Broadcasting, R. de Bruin, J. Smits, Artech House, 1998

Codificação Avançada de Vídeo

·         Sistemas audiovisuais avançados. Requisitos funcionais.

·         A norma MPEG-4. A norma H.264/AVC.

Ø  H.264 and MPEG-4 Video Compression, I. Richardson, John Wiley & Sons, 2003

Ø  Introduction to Digital Audio Coding and Standards, M. Bosi and R. Goldberg, Klewer Academic Publishers, 2003    

Vídeo 3D

·         Vídeo 3D: conceitos básicos.

·         Codificação multivista e as normas MVC, MV-HEVC e 3D-HEVC.

·         Realidade virtual e video 360.

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