Multimediální technika

Podobné dokumenty
PROFILOVÁ ČÁST MATURITNÍ ZKOUŠKY 2013 v oboru: M/001 OBRAZOVÁ A ZVUKOVÁ TECHNIKA TECHNICKÉ ZAMĚŘENÍ

Václav Syrový: Hudební akustika, Praha 2003, s. 7

Kvalita zvuku a obrazu v elektronických komunikacích aneb Ještě chceme HiFi?

Jan Kaiser ČVUT, Fakulta elektrotechnická, katedra Radioelektroniky Technická 2, Praha 6

OSNOVA. 1. Definice zvuku a popis jeho šíření. 2. Rozdělení zvukových záznamů (komprese) 3. Vlastnosti jednotlivých formátů

Využití virtuální reality v rehabilitační péči. A. Bohunčák, M. Janatová, M. Tichá FBMI ČVUT v Praze, 1. LF UK

Seznam témat z předmětu ELEKTRONICKÁ ZAŘÍZENÍ. povinná zkouška pro obor: L/01 Mechanik elektrotechnik. školní rok 2018/2019

Pořadí diplomantů na obhajobě diplomových prací a SZZ se zaměřením na zvukovou techniku, konané dne v míst. č. 552/B3.

Mistr zvuku v audiovizi


Název materiálu: Čití a vnímání Autor materiálu: Mgr. Veronika Plecerová Datum vytvoření: Zařazení materiálu:

Akustika. Cesta zvuku od hudebního nástroje přes nahrávací a reprodukční řetězec k posluchači

37MK Mobilní komunikace. Video v mobilních sítích

Princip digitalizace vstupních multimediálních dat Klasifikace Zpracování Využití

Identifikátor materiálu: ICT-1-19

PROVÁDĚCÍ NAŘÍZENÍ KOMISE (EU) č. 459/2014 ze dne 29. dubna 2014, kterým se mění některá nařízení o zařazení zboží do kombinované nomenklatury

25. DIGITÁLNÍ TELEVIZNÍ SIGNÁL A KABELOVÁ TELEVIZE

POČÍTAČOVĚ PODPOROVANÁ VÝUKA V OBLASTI MULTIMEDIÁLNÍ TECHNIKY

Digitální magnetický záznam obrazového signálu

Pořadí studentů na obhajobě bakalářských prací a SZZ pro program KME, obor Multimediální technika konané dne v míst. č.

Nové přístupové služby České televize

Základní komunikační řetězec

Akustika pro posluchače HF JAMU

ELEKTRONIKA. Maturitní témata 2018/ L/01 POČÍTAČOVÉ A ZABEZPEČOVACÍ SYSTÉMY

Senzorická fyziologie

Učební osnova předmětu ELEKTRONICKÁ ZAŘÍZENÍ

Moderní multimediální elektronika (U3V)

Systém, který na základě stavu světla detekuje snímání pohybu. vzorová úloha (SŠ) Jméno Třída Datum

Celosvětové trendy v distribuci TV

Střední škola aplikované kybernetiky s.r.o.: Maturitní okruhy z odborných předmětů 2010

Výrobní pracoviště budoucnosti

Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Technické vybavení Digitální fotoaparáty Ing. Jakab Barnabáš

1. Popis navrhovaných technologií

I. Současná analogová technika

Moderní multimediální elektronika (U3V)

Základy informatiky část 10

Otázky k bakalářské zkoušce z techniky prof. J.Pecák, CSc.

Zpracování informace v NS Senzorická fyziologie

VIDEO DATOVÉ FORMÁTY, JEJICH SPECIFIKACE A MOŽNOSTI VYUŽITÍ SMOLOVÁ BÁRA

Kurz psychologie a sociologie na FSV

Teorie systémů TES 3. Sběr dat, vzorkování

Vývoj digitální televizní techniky

Akustika pro posluchače HF JAMU

Elektronika a komunikace (EK)

KLÍČOVÉ FAKTORY DIGITALIZACE

Témata profilové maturitní zkoušky

STŘEDNÍ PRŮMYSLOVÁ ŠKOLA NA PROSEKU. TV, kabelové modemy

Videosignál. A3M38VBM ČVUT- FEL, katedra měření, přednášející Jan Fischer. Před. A3M38VBM, 2015 J. Fischer, kat. měření, ČVUT FEL, Praha

Charakteristiky zvuk. záznamů

Střední průmyslová škola Zlín

Informatika 1-3. Pokročilé info zdroje (Mgr. Zizienová), informační technologie a člověk, mobilní technologie a pokročilé služby.

MOBILNÍ KOMUNIKACE LABORATORNÍ CVIČENÍ. VoIP přenos hlasu v prostředí IP. MAREK Michal Po 10:00. ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta elektrotechnická

Endura 2.0 Nová generace CCTV IP systémů s Full-HD rozlišením Endura Optimalizace HD

Základní principy přeměny analogového signálu na digitální

Druhy smyslového vnímání

Akustika. 3.1 Teorie - spektrum

4.6 Vzdělávací oblast Umění a kultura Výtvarná výchova

Pořadí studentů na obhajobě bakalářských prací a SZZ konané dne v místnosti č. 717/B2

Fyziologická akustika. fyziologická akustika: jak to funguje psychologická akustika: jak to na nás působí

Princip digitalizace vstupních multimediálních dat Klasifikace Zpracování Využití

Příloha č. 3 ZD. Fakulta managementu Vysoké školy ekonomické v Praze. Audiovizuální vybavení přednáškových a seminárních prostor

ZÁKLADY PROGRAMOVÁNÍ. Mgr. Vladislav BEDNÁŘ /14

Studium optiky a optometrie na Fakultě biomedicínského inženýrství ČVUT

Počítačové sítě. Lekce 5: Základy datových komunikací

Podpora výuky přírodních věd (matematiky, fyziky, chemie apod.) a motorických dovedností interaktivní formou poly-technického vzdělávání

Katedra radioelektroniky K13137, FEL ČVUT Praha. zakódování dané informace. Tento trend postihl i oblast záznamu a přenosu širokopásmových

Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Vysoké učení technické v Brně.

Komprese dat Obsah. Komprese videa. Radim Farana. Podklady pro výuku. Komprese videa a zvuku. Komprese MPEG. Komprese MP3.

Optický záznam zvuku

Možnosti využití ve školství

Úvod, optické záření. Podkladový materiál k přednáškám A0M38OSE Obrazové senzory ČVUT- FEL, katedra měření, Jan Fischer, 2014

Tabulace učebního plánu

Digitální televize DVB

Diagnostika signálu vlakového zabezpečovače

VZDÁLENÁ ANALÝZA LIDSKÉHO HLASU V REÁLNÉM ČASE. Tomáš Kulhánek 1,2, Marek Frič 3, Jaroslav Hrb 3

Obsah. Úvodem 9 Kapitola 1 Jaký počítač a jaký systém? 11. Kapitola 2 Obrázky a fotografie 21

1 Přenos: Kodování, formáty dat

Možnosti využití digitální dividendy v ČR. Ing. Jiří Duchač Český telekomunikační úřad

Multimediální systémy. 08 Zvuk

Teorie měření a regulace

Bakalářský studijní program. a management (STM)

Inovace studia obecné jazykovědy a teorie komunikace ve spolupráci s přírodními vědami

Sítě SFN Systém pro analýzu a vizualizaci pokrytí a rušení vysílacích sítí

Prostředí pro spolupráci Multimédia

Obchodní akademie, Náchod, Denisovo nábřeží 673

Novinky pro výuku vláknové optiky a optoelektroniky

IP kamerové systémy a jejich skladba

Fórum ULTRA HD - nejnovější aktivity

ZPRÁVA O VÝVOJI TRHU ELEKTRONICKÝCH KOMUNIKACÍ SE ZAMĚŘENÍM NA VÝVOJ V ROCE 2008

Karel Mikuláštík Katedra radioelektroniky, ČVUT-FEL Radiokomunikace 2016, Pardubice

Zvukové rozhraní. Základní pojmy

IP - nové normy a aktualizace metodických pokynů MVČR

Systémy pro měření, diagnostiku a testování prototypů II. Odůvodnění vymezení technických podmínek podle 156 odst. 1 písm. c) ZVZ

Digitalizace televizního vysílání. Ing. Bohdan PAVELKA

KITTV PedF UK TÉMATA BAKALÁŘSKÝCH PRACÍ pro školní rok 2010/2011

Počítačové sítě Teoretická průprava II. Ing. František Kovařík

Historie televize Stručný popis vývoje televizních principů a technologií od počátků do dnešní doby

Digitální učební materiály ve škole, registrační číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/

10. PŘEDNÁŠKA 27. dubna 2017 Artefakty v EEG Abnormální EEG abnormality základní aktivity paroxysmální abnormality epileptiformní interiktální

VIDEOKONFERENČNÍ ŘEŠENÍ

Transkript:

Multimediální technika náplň vědního oboru Prof. Ing. Miloš Klíma, CSc FEL ČVUT 2006-1 -

Definice obsahu Multimediální technika zahrnuje všechny technické prostředky, které zprostředkovávají tok informací směrem k lidskému subjektu a/nebo s tímto lidským subjektem interagují a působí na něj. Odlišnost oboru od jiných technických oblastí spočívá právě v dominantní roli lidského subjektu jako konečného hodnotitele. Technické prostředky a parametry jsou podřízeny vlastnostem a požadavkům lidského vnímání v nejširším slova smyslu. Ze všech komunikačních kanálů, které využívá lidský subjekt, se doposud nejvíce rozvinuly oblasti zrakové a sluchové komunikace a působení. Do budoucna lze ale očekávat využití mnohem širší využití dalších informačních vstupů do lidského mozku jak prostřednictvím smyslových orgánů, tak i mimo ně. S ohledem na metodický přístup je oblasti multimediální techniky nejblíže biomedicínská technika. Zásadně je třeba od sebe odlišovat oblast multimediální techniky, která je užší a omezuje se pouze na technické prostředky, a oblast multimédií jako takových, která je mnohem širší. Vědní oblasti multimediální techniky Základní oblasti multimediální techniky odpovídají hlavním typům funkčních bloků. Omezíme-li se pouze na zrakovou a sluchovou komunikaci, pak se jedná o snímání, reprodukci, ukládání, zpracování, analýza, syntéza a přenos obrazu a zvuku. Východiskem je však popis a modelování lidského vizuálního a sluchového systému, jejich vlastností a technických parametrů. Základním kvalitativním kritériem použití všech technických systémů zůstává subjektivní vjem (percepce) pozorovatele s tím, že technické parametry a veličiny musí být váženy tímto percepčním systémem. Samotný termín multimediální zde znamená, že působíme na pozorující subjekt jedním, dvěma nebo více komunikačními kanály současně. Podrobný popis obsahu jednotlivých oblastí Ve všech následujících oblastech se jedná o teoretický popis, modelování a optimalizaci relevantních jevů, prvků, subsystémů a systémů včetně konstrukce, realizace a testování. Řada dále uvedených postupů a metod musí být realizována v reálném čase, což vyžaduje specifické algoritmizační a implementační přístupy. - 2 -

1. Lidský zrakový a sluchový systém Tato oblast je zaměřena na studium, popis a modelování anatomických a fyziologických funkcí obou smyslových systémů. Vychází přitom od nejnižší úrovně detekce pomocí specializovaných senzorů až po nejvyšší úrovně zpracování video a audio informace v CNS (Centrální nervový systém) a studium psychovizuálních a psychoakustických jevů a působení audiovizuální informace na lidskou psychiku včetně psychických a uměleckých aspektů. Zahrnuje oblasti fotometrie a kolorimetrie, které popisují percepci viditelného elmg záření. Součástí této oblasti je i vytváření modelů, které slouží k objektivizaci vyhodnocování subjektivní kvality vizuálního a akustického vjemu. Další částí je návrh vizuálních a akustických protetických prvků a systémů (zrakové a sluchové protézy). 2. Obraz a zvuk jako informace Tato část se zabývá studiem, popisem a modelováním vlastností obrazu a zvuku jako přirozených nebo syntetických signálů (1D, 2D, 3D) t.j. časovými, prostorovými a spektrálními vlastnostmi včetně statistických. Základní součástí je digitalizace obrazové a zvukové informace (vzorkovací struktury, resampling, metody interpolace atd.) Do této oblasti patří mimořádně důležitá oblast zdrojového kódování obrazové a zvukové informace včetně doprovodných dat. Kromě klasických metod zdrojového kódování (komprese) na základě statistických vlastností pomocí redukce redundance zahrnuje tato část i ztrátové metody komprese, které vnášejí zkreslení a artefakty) a dále metody generování syntetického obrazu a zvuku (animace modelu, syntetická řeč). Proto je součástí i studium percepce šumu, zkreslení, rušení a artefaktů zrakovým a sluchovým systémem. 3. Snímání obrazu a zvuku Tato část zahrnuje studium, popis, modelování a konstrukci obrazových a zvukových senzorů ve vztahu k lidskému vnímání. Jedná se o obrazové senzory pro snímání statických obrazů a videosekvencí a akustické senzory (elektroakustické měniče, mikrofony). Do této části patří i optické zobrazovací systémy, které zobrazují reálnou scénu na obrazový senzor (objektivy, difrakční systémy) včetně stereoskopických systémů. 4. Metody zpracování obrazu a zvuku Obsahem této části je široká oblast převážně digitálních metod zpracování obrazové informace pro kompenzaci vlastností snímacích a přenosových prvků, zlepšování subjektivní kvality, digitální efekty, extrakce požadovaných charakteristik, šifrování a jiné techniky ochrany copyrightu, potlačení šumu a artefaktů. Významnou částí jsou i algoritmy - 3 -

elektronické retuše a obrazových úprav ať již z technického, percepčního nebo uměleckého hlediska. 5. Reprodukce a vytváření obrazu Hlavní obsah této části tvoří popis, konstrukce a optimalizace obrazových displejů včetně technik 3D zobrazování (stereoskopie, holusion, pseudostereoskopie, holografie a další). Tato část zahrnuje rovněž zdroje světla, techniky a metody osvětlování a osvětlovací systémy. Základní směry jsou elektronické zobrazování, kinematografické zobrazování, klasická fotografie a polygrafické techniky včetně současní desktop polygrafie. Jedním z hlavním problémů této oblasti je tzv. color management t.j. optimalizace reprodukce barev pomocí barevných ICC profilů jednotlivých zařízení snímacího i reprodukčního řetězce. 6. Reprodukce a vytváření zvuku Tato část se v prvé řadě týká elektronických prvků a systémů reprodukce a vytváření zvukové informace. Jedná se zejména o reproduktory, reproduktorové systémy, sluchátka a další elektroakustické měniče. Navazující součást tvoří technika ozvučování, která velmi úzce souvisí s oblastí prostorové akustiky. Samostatnou oblast tvoří klasické i elektronické hudební nástroje a hudební akustika jako specifická část techniky s výrazným percepčním a uměleckým dopadem. Oblast zahrnuje jak přímé vytváření AV informace, tak i algoritmy vytváření. Prudký rozvoj přenosových prostředků AV informace i interfaceové techniky výpočetní techniky narůstá význam generování syntetické řeči. Patří se i např. vizualizační postupy pro vědeckotechnická data, data mining atd., které je třeba zpracovat do formy percepčně výhodné pro pozorující subjekt. 7. Studiová technika Studiová technika zahrnuje prvky, systémy, metody a přístupy profesionální výroby obrazové a zvukové informace v rozhlasovém nebo televizním studio a jejich specifika včetně systémového návrhu. Z hlediska studia algoritmizačních a implementačních problémů mají v této oblasti mimořádnou důležitost trikové postupy a vytváření virtuálního studia. 8. Aplikované obrazové a zvukové systémy Tato oblast se týká rozsáhlého výčtu zvukových a obrazových systémů, které využívají poznatky se souvisejících oblastí multimediální techniky. Jedná např. o klasickou a digitální fotografii, klasickou a desktop polygrafii, kinematografie, systémy záznamu obrazu a zvuku, simulátory a trenažéry, audiovizuální databázové systémy, interaktivní systémy a mnoha dalších. Zvláštní oblast tvoří prostředky a systémy na podporu zdravotně postižených občanů, e-learning, atd. Zde je třeba konstatovat, že mezi tyto aplikované zvukové nebo - 4 -

obrazové systémy můžeme zařadit i aplikované vědeckotechnické systémy, které pracují s obrazovou nebo zvukovou informací a které nepůsobí přímo na pozorující subjekt. Zde lze s výhodou využít algoritmizační, implementační a optimalizační postupy a metody multimediální techniky. 9. Obrazové a zvukové přenosové systémy Z historického hlediska byla tato oblast v analogové verzi prakticky výhradně věnována dedikovaným distribučním sítím audio a video informace t.j. terestrickému vysílání rozhlasu a televize (úpravy signálu, modulační přístupy a pod.). V souvislosti s technickým rozvojem se tato oblast rozšířila i na satelitní a kabelové vysílání. Po nástupu digitalizace zvolna končí období distribuce dedikovanými sítěmi a digitální distribuční prostředky se rozvíjejí víceméně nezávisle na přenášeném datovém obsahů. Obrazové a zvukové přenosové systémy proto zahrnuly postupně kromě terestrického, satelitního a kabelového vysílání (broadcasting) také systémy další např. DVB-H, ADSL a vyšší generace, UMTS, Audio over IP, Video over IP, a řadu dalších. Z hlediska multimediální techniky je impakt těchto přenosových prostředků nutno hodnotit z hlediska dopadu na subjektivní (percepční) kvalitu přenesené informace (dopad kanálového kódování, protokolů, techniky streamingu, použití kodeků atd.). 10. Hodnocení kvality obrazové a zvukové informace V současné době je hodnocení kvality obrazové a zvukové informace převážně dvěma základními způsoby. Většina tzv. vědeckotechnických hodnocení vychází ze snadno vyčíslitelných objektivních kriterií (MSE, PSNR a dalších), které lze dobře využít pro porovnávání např. kompresních metod, a multimediální technika je zaměřena na vyhledávání dalších objektivních, která lépe korelují se subjektivní percepcí. Naopak většina reálných hodnocení pro použití mimo laboratoř je založena na subjektivních testech skupinou pozorovatelů (viz doporučení ITU a další). Proto se multimediální technika zabývá v této oblasti zejména optimalizací metodiky subjektivních testů (výběr testů, zpracování získaných dat, výběr souboru pozorovatelů atd.). Mimořádně důležitou oblastí jsou proto přístupy, které modelují zpracování zvukové i obrazové informace v senzorickém aparátu a následně v centrální nervové soustavě (v mozku), které v budoucnu umožní v reálném čase vyhodnotit kvalitu percepce bez nutnosti subjektivních testů pozorovateli. Vytvoření takových psychovizuálních a psychoakustických modelů dovoluje navrhovat kodeky s percepční optimalizací (v audio oblasti již nyní např. MP3). Je třeba si přitom uvědomit, že kvalitativní úroveň zvukové a obrazové informace je neoddělitelnou součástí celkové QoS. 11. Synergetika působení audio a video informace - 5 -

Tato specifická oblast multimediální techniky posuje specifické otázky současné působení zvuku a obrazu na lidský subjekt t.j. synergetiku jejich působení. Dosud byla tato oblast převážně zahrnována do uměleckých disciplín a z technického hlediska byly oba komunikační kanály pojednávány víceméně samostatně. S postupující úrovní znalostí humánní medicíny, biologie, psychologie a dalších disciplín blíží se tato otázka stále více oblasti technických věd a možnosti studia, popisu a modelování představují významnou oblast návrhu budoucích technických systémů. Koncepce multimediální platformy a integrace mnoha komunikačních vstupů představuje první integrovaný systém typu osobní komunikační centrum. 12. Další komunikační kanály lidského mozku V současné době je známa celá řada komunikačních (datových) kanálů lidského mozku, kterými získává informace o realitě. Kromě dvou dominantních smyslových orgánů vidění a slyšení existují další senzorické systémy (čichové, chuťové, tlakové, teplotní, polohové, zrychlení, hluboké čití, bolest, atd.). Senzory rozlišujeme jako exteroreceptory (podněty z vnějšku), interoreceptory (podněty z vnitřního prostředí) a proprioreceptory (podněty ze svalů, šlach a kloubů) a celkově má mozek k dispozici jako komunikační kanály jednak nervy mozkomíšní, a dále pak 12 párů nervů hlavových. Multimediální technika budoucnosti bude zahrnovat stále komplexnější pohled na komunikaci s lidským subjektem včetně těchto dalších datových vstupů. Existence implantabilních neuroprotéz sluchu a otevírající se oblast implantabilních neuroprotéz zraku ukazuje do budoucna na význam studia zpracování, kódování a ukládání informací v centrální nervové soustavě a možné budoucí datové vstupy přímo do mozku, které vytvoří informační bypass stávajícímu senzorickému aparátu. - 6 -